Android CPU 架构详解

1. ABI 定义

Android 设备的 CPU 类型 通常称为 ABIs,看下Google老大哥是怎么介绍的ABI的,翻译官方文档:

同 Android 手机使用不同的 CPU,因此支持不同的指令集
CPU 与指令集的每种组合都有其自己的应用二进制界面(或 ABI)
ABI 可以非常精确地定义应用的机器代码在运行时如何与系统交互
您必须为应用要使用的每个 CPU 架构指定 ABI

早期的 Android 系统几乎只支持 ARMv5CPU 架构,你知道现在它支持多少种吗?7 种!

Android 系统目前支持以下七种不同的 CPU 架构:

  • armeabi/ARMv5
    第5代、第6代的ARM处理器,早期的手机用的比较多

  • ARMv7 (从2010年起)
    第7代及以上的 ARM 处理器。2011年15月以后的生产的大部分Android设备都使用它

  • MIPS (从2012年起)
    arm64-v8a: 第8代、64位ARM处理器,很少设备,三星 Galaxy S6是其中之一

  • x86
    从2011年起, 平板、模拟器用得比较多

  • x86_64
    从2014年起, 64位的平板

  • MIPS64

每一种都关联着一个相应的 ABI. 应用程序二进制接口(Application Binary Interface)定义了二进制文件(尤其是.so文件)如何运行在相应的系统平台上,从使用的指令集,内存对齐到可用的系统函数库。在Android 系统上,每一个CPU架构对应一个ABI:armeabi,armeabi-v7a,x86,mips,arm64- v8a,mips64,x86_64。

ABI 和支持的指令集:

在这里插入图片描述

2. 不同 CPU 架构对 APK 性能的影响

看完 Google 文档,就明白了:不同的 CPU 支持不同的指令集。当我们需要我们 APP 支持尽可能多的不同 CPU 的时候,只需要将不同版本的 .so 文件放置在不同的目录下,APK 安装运行的时候会根据自己需要而自己选取。

但是这样却带来一个问题,APK文件较大,影响用户下载。

那我们是否可以只放置一些呢?必然可以!

我们继续看 Google 是怎么说的:

  • 为实现最佳性能,应直接针对主要 ABI 进行编译。例如,基于 ARMv5TE 的典型设备只会定义主要 ABI:armeabi
  • 相反,基于 ARMv7 的典型设备将主要 ABI 定义为 armeabi-v7a,而将辅助 ABIarmeabi,因为它可以运行为每个 ABI 生成的应用原生二进制文件
  • 许多基于 x86 的设备也可行 armeabi-v7aarmeabi NDK 二进制文件
  • 对于这些设备,主要 ABI 将是 x86,辅助 ABIarmeabi-v7a
  • 基于 MIPS 的典型设备只定义主要 ABImips
  • 安装应用时,软件包管理器服务将扫描APK,查找以下形式的任何共享库:
    lib/<primary-abi>/lib<name>.so
  • 如果未找到,并且您已定义辅助 ABI,该服务将扫描以下形式的共享库:
    lib/<secondary-abi>/lib<name>.so
  • 找到所需的库时,软件包管理器会将它们复制到应用的 data 目录 (data/data/<package_name>/lib/) 下的/lib/lib<name>.so

3. .so 文件相关及一些建议

具体可以惨开博客: 《与 .so 有关的一个长年大坑 》

.so库又是什么鬼? NDK 编译出来的动态链接库

一些重要的加密算法或者核心协议一般都用c写然后给java调用。这样可以避免反编译后查看到应用的源码。

so库又该如何存放?

  • 为了减小 apk 体积,只保留 armeabi 和 armeabi-v7a 两个文件夹,并保证这两个文件夹中 .so 数量一致
  • 对只提供 armeabi 版本的第三方 .so,原样复制一份到 armeabi-v7a 文件夹

.so文件时有一条简单却并不知名的重要法则

<font size=4 color = red>你应该尽可能的提供专为每个ABI优化过的.so文件,但要么全部支持,要么都不支持:你不应该混合着使用。你应该为每个ABI目录提供对应的.so文件</font>

4. ABI 兼容性

  • armeabi-v7a :armeabi-v7a向下兼容 armeabi
  • arm64-v8a : 能兼容 armeabi-v7a 和 armeabi
  • x86_64 : 兼容 x86
  • mips64 : 兼容 mips

5. 分析主流 app Apk 所用的 ABI

  • 仅有 armeabi: 微博,今日头条,淘宝,QQ,微信
  • armeabiarmeabi-v7a: UC 浏览器,Facebook、Twitter
  • armeabiarmeabi-v7aarmeabi-x86:优酷,哔哩哔哩动画。
  • 7种类型全有:知乎
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6. 各版本使用情况分析

  • mips / mips64: 极少用于手机可以忽略
  • x86 / x86_64: x86 架构的手机都会包含由 Intel 提供的称为 Houdini 的指令集动态转码工具,实现 对 arm .so 的兼容,再考虑 x86 1% 以下的市场占有率,x86 相关的两个 .so 也是可以忽略的
  • armeabi: ARM v5 这是相当老旧的一个版本,缺少对浮点数计算的硬件支持,在需要大量计算时有性能瓶颈
  • armeabi-v7a: ARM v7 目前主流版本
  • arm64-v8a: 64位支持

ARMv8 是一套不错的指令集,它既支持64位程序,也向下兼容现有32位程序。所以你不用担心兼容性问题。

7. 参考链接:

https://blog.csdn.net/u012400885/article/details/52923765
重点: https://blog.csdn.net/ouyang_peng/article/details/51168072?utm_source=blogxgwz2

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