近日，華為的方舟編譯器終於迎來了開源，而且開源代碼還是承載在自家的官網上。面對這樣一個肩負“出於安卓，勝於安卓”使命的編譯器，自問世以來就備受大家的關注；此次開源，更是吸引了大眾的目光。

那麼到底這個編譯器從開發至今都經歷了哪些挑戰？獲得了哪些機遇？現在又擁有怎樣的魔力？它對於華為而言，意味著什麼？

十年磨劍，華為“方舟”

為了造這艘“方舟”，華為磨劍十年。

• 2009 年，華為啟動5G 基礎技術研究的同時，開始創建編譯組，第一批海內外研究人員加入。
• 2013 年，華為推出面向基站領域的自研編譯器HCC，並正式提出編譯器框架構想。
• 2014 年，眾多海內外專家加入華為，方舟項目正式啟動。
• 2016 年，成立編譯器與編程語言實驗室。
• 2019 年，華為方舟編譯器正式面世。

據華為官方介紹，方舟編譯器是為支持多種編程語言、多種芯片平台的聯合編譯、運行而設計的統一編程平台，包含編譯器、工具鏈、運行時等關鍵部件。它是首個完全替代語言虛擬機的靜態編譯器，並且完全不需要解釋器，同時還兼顧Java開發效率和C語言運行效率。

8 月31 日下午17 時，方舟編譯器開源官網上線——OpenArkCompiler（開源方舟編譯器），開放了框架源碼，開發者們可以下載源代碼包，了解熟悉方舟編譯器的架構思想。

OpenArkCompiler 介紹

• 面向多設備、支持多語言的統一編程平台。
• OpenArkCompiler 是來自華為方舟編譯器的開源項目。

OpenArkCompiler 四個技術特點

• 能能夠將不同語言代碼編譯成一套可執行文件，在運行環境中高效執行：

支持多語言聯合優化、消除跨語言調用開銷；

更輕量的語言運行時；

軟硬協同充分發揮硬件能效；

• 支持多樣化的終端設備平台
• 開源計劃
• 編編譯器框架代碼開源

OpenArkCompiler 開源範圍

• 編譯器IR+中端語言實現

OpenArkCompiler 開放能力

• 框架開源供參考學習，了解方舟編譯器架構及框架代碼
• 開發者可構建出完整編譯器工具鏈，支持Java Sample 程序編譯（非應用）

脫離GitHub，自主託管

目前方舟編譯器的源代碼已經都放出來了，但並沒有在GitHub開源。目前方舟編譯器的代碼託管在華為雲與碼雲平台（https://code.opensource.huaweicloud.com/HarmonyOS/OpenArkCompiler/home），在未來走向開放治理以後，將按照所挂靠機構的模式來託管。如下所示為開源代碼的界面，裡麵包含了眾多代碼和文檔等文件。

圖1 方舟開源代碼界面

本次方舟編譯器開源的是編譯器框架部分源碼，包括編譯器中間表示（IR，Intermediate Representation）和語言編譯實現，同時搭配編譯器其他二進制組件，實現Java 程序到aarch64 彙編指令的編譯過程。開發者可基於開源代碼+二進制，編譯構建出編譯器工具鏈，嘗試對Java 程序進行編譯。

社區參與者可以通過框架源碼學習方舟編譯器的編譯器中間表示（IR）及基本的中端編譯框架，熟悉方舟編譯器的架構思想，並參與諸如對編譯器中端優化的貢獻。開發者則可通過代碼託管平台參與社區貢獻，包括文檔貢獻和代碼貢獻，同時也可在此平台上反饋相關問題和需求。

圖2 方舟編譯器當前開源範圍

儘管方舟編譯器暫時只支持Java 和Kotlin 程序輸入，但官方消息稱，方舟編譯器還在持續演進中，也將陸續實現更多功能的開源。根據之前華為在開發者大會上公佈的信息，作為鴻蒙OS 的重要工具，方舟編譯器從2019 年8 月開始，將分步驟持續進行開源。具體的開源計劃如下：

• 2020 年：開始開源Java 編譯器工具鏈，支持Java 程序編譯。
• 2021 年：開始開源JavaScript 編譯器工具鏈，可用於JS 程序的編譯。

架構示意圖

圖3 方舟編譯器架構示意圖

當前方舟編譯器支持Java/Kotlin 程序字節碼的前端輸入，其它編程語言的支持（如C/C++/JS 等）還在規劃中，方舟編譯器的中間表示（IR）轉換器將前端輸入轉換成方舟IR，並輸送給後端的優化器，最終生成二進製文件，二進製文件與編譯器運行時庫文件鏈接生成可執行文件，在方舟的運行環境中就可執行該文件。

方舟編譯器IR是支持程序編譯和運行的中間程序表示。程序源代碼中的任何信息對於程序分析和優化都是有幫助的，所以方舟IR的目標是盡可能完整詳細地提供源程序的信息。關於方舟編譯器IR的詳細信息，可以參考（https://www.openarkcompiler.cn/document/frameworkDesgin）。

左秒虛擬機，右殺JNI

華為宣稱，方舟編譯器可將安卓應用流暢度最高提升60%，提升手機系統操作流暢度高達24%，系統響應性能提升44%。

根據華為實驗數據，EMUI 9.1 在僅僅對系統組件System Server 應用了華為方舟編譯器後，系統操作流暢度提升24%，系統響應性能提升44%。新浪微博極速版是第一款採用方舟編譯器的第三方應用，操作流暢度提升60%。

“出於安卓，勝於安卓，超越iOS，並且全面兼容安卓”，是方舟編譯器的使命。目前，方舟已經可以實現“混合語言的統一中間表示和完全靜態編譯”。這也正是它主要的兩大優點：

• 方舟編譯器首次在Java 領域將虛擬機去掉了，也是軟件史上首次將Java/C/C++等混合代碼一次編譯成機器碼直接在手機上運行，徹底告別Java 的JNI 額外開銷，採用內存回收機制，使操作流暢度大幅提升。
• 方舟編譯器用空間換性能，因此可直接將編譯器的代碼優，並化搬到了開發者環境；使得開發者不再被手機端的硬件資源所限制，為代碼優化提供了無限可能。

我命由我不由天

正如華為自己所寫：“方舟編譯器開源打響了鴻蒙OS 開源的第一槍。通過持續的開放、開源，華為將把自己在軟件方面的技術能力不斷貢獻給行業，同時在開源社區中，更多的開發者可以參與並貢獻自己的力量，共同推進基礎軟件的發展。”

方舟編譯器的開源並非偶然，而是華為一直精心運營的一步棋。當這步棋落下的那一刻，也代表了華為進一步實現技術自主權的時候；而正是這樣的獨立，才讓華為在面對美國一次又一次的強勢打壓之下，依然保持了頑強、不屈服的態度。

圖4 方舟編譯器合作第三方應用

根據官方信息，華為堅持每年將銷售收入的10% 以上投入到研發中，技術成果不斷湧現，軟件能力持續增強；並且在此基礎上，華為也保持著開放、合作、共贏的態度，不斷推進產業創新與開放生態。從官網的介紹，我們可以看到目前已有46 款APP 使用了方舟編譯器進行優化與性能提升，其中包括我們常用的支付寶、優酷、微博等應用。

現在方舟編譯器正式開源，或許也正意味著華為正在從開源領域的主要參與者變成引領者。

官方網站：

https://www.openarkcompiler.cn

代碼託管網站：

https://code.opensource.huaweicloud.com/HarmonyOS/OpenArkCompiler

碼雲鏡像倉庫地址：

https://gitee.com/harmonyos/OpenArkCompiler