Android Studio 3.0+ 新Dex编译器D8 Desugar R8

〇.序

将.class自己码转化为.dex字节码作为Apk打包的关键步骤，Google打算在Android 3.0中引入D8作为原先Dex的升级版，以及R8作为原本Proguard 压缩与优化（minification、shrinking、optimization)部分的替代品。升级Dex编译器将直接影响构建时间，.dex文件大小，运行时性能。

一.D8

1.1 D8 的功能是把java字节码转化成dex代码，D8作为DX的一个替换方案。

谷歌通过自己的 基准测试项目测出，编译时间缩短了20%，而且.dex文件更小，虽然只有几个百分比。D8编译的.dex文件将拥有相同或者是更好的运行时性能。

Java 8支持相关

Android Studio 3.0 及以上版本支持所有 Java 7 语言功能，以及部分 Java 8 语言功能（具体因平台版本而异）。
注：在开发 Android 应用时，可以选择使用 Java 8 语言功能。 您可以将项目的源代码和目标代码兼容性值保留为 Java 7，但仍须使用 JDK 8 进行编译。
Android Studio 为使用部分 Java 8 语言功能及利用这些功能的第三方库提供内置支持。 如图 1 所示，默认工具链对 javac 编译器的输出执行字节码转换（称为 desugar），从而实现新语言功能。 Jack 不再受支持，您需要首先停用 Jack 才能使用默认工具链内置的 Java 8 支持。

目前Java 8语言支持的处理是在javac之后，与字节码处理工具处理之前。在接下来的几个月，这个步骤将会被移动到pipeline的后一个阶段，作为D8的一部分。

其带来的影响:

• 减少这块的编译时间
• 可以优化更多代码
• 这么一来，所有字节码处理工具就必须要支持Java8的字节码格式了。

1.2 D8的使用

已经在Android Studio 3.0 Beta release中引入

• Android Studio 3.0
  需要主动在gradle.properties文件中新增:android.enableD8=true
• Android Studio 3.1或之后的版本
  在3.1或之后的版本D8将会被作为默认的Dex编译器。如果遇到问题，你可以通过修改gradle.properties文件里的一个属性恢复到DX android.enableD8=false
• 除了其他好处外，使用D8还有一个好处，就是支持 脱糖，让Java 8才提供的特性（如lambdas）可以转换成Java 7特性。把脱糖步骤集成进D8影响了所有读或写.class字节码的开发工具，因为它会使用Java 8格式。你可以在gradle文件中设置一个属性，恢复到以前的行为，让脱糖发生在Java编译之后，.class字节码仍遵循Java 7格式：android.enableD8.desugaring = false

1.3脱糖（Desugar）

当我们选择JDK8以上版本时，有时候会使用lambda表达式，在设置android.enableD8.desugaring = false的时候。编译链会对lambda表达式进行一次脱糖处理。请看下面的例子。

1.3.1 纯函数脱糖

源代码很简单：

一个简单的Activity，设置ClickListener一种是Java7以下的传统写法，一种是Java8的Lambda表达式写法

public class MainActivity extends Activity {

  @Override protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
    super.onCreate(savedInstanceState);
    setContentView(R.layout.activity_main);
    TextView tv = findViewById(R.id.click);
    //lambda写法
    tv.setOnClickListener(view -> {
      Log.d("MainActivity", "MainActivity");
    });
    //普通写法
    tv.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
      @Override public void onClick(View view) {
        Log.d("MainActivity", "MainActivity");
      }
    });

  }
}

编译后的Class文件如下：

路径为
app/build/intermediates/transforms/desugar/release(buildType)/0/com.jamin.d8desugar(packageName)/

public class MainActivity extends Activity {

  public MainActivity() {
  }

  protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
    super.onCreate(savedInstanceState);
    this.setContentView(2130968576);
    TextView tv = (TextView)this.findViewById(2130903040);
    //直接使用Lambda表达式脱糖后的静态引用
    tv.setOnClickListener(MainActivity$$Lambda$0.$instance);
    tv.setOnClickListener(new OnClickListener() {
      public void onClick(View view) {
        Log.d("MainActivity", "MainActivity");
      }
    });
  }
}

//Class文件中生成静态引用
final class MainActivity$$Lambda$0 implements OnClickListener {

  static final OnClickListener $instance = new MainActivity$$Lambda$0();

  private MainActivity$$Lambda$0() {
  }

  public void onClick(View var1) {
    MainActivity.lambda$onCreate$0$MainActivity(var1);
  }
}

实际上非D8脱糖，为了保证JAVA7及以下的兼容性。是将lambda表达式的在javac编译class的时候就已经将lambda表达式转化成更高兼容度的低版本代码。好处是在编译链中，有时候会使用一些java7的工具。他们对于java8的语法糖是无法识别的。

1.3.2 非纯函数脱糖

好，我们简单改写一下源文件

public class MainActivity extends Activity {

  String abc = "abc";

  @Override protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
    super.onCreate(savedInstanceState);
    setContentView(R.layout.activity_main);
    TextView tv = findViewById(R.id.click);
    tv.setOnClickListener(view -> {
      Log.d("MainActivity", "MainActivity" + abc);
    });
    tv.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
      @Override public void onClick(View view) {
        Log.d("MainActivity", "MainActivity" + abc);
      }
    });
  }
}

生成的class文件如下：

public class MainActivity extends Activity {
  String abc = "abc";

  public MainActivity() {
  }

  protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
    super.onCreate(savedInstanceState);
    this.setContentView(2130968576);
    TextView tv = (TextView)this.findViewById(2130903040);
    //注意this传递过去了。类似于内部类的写法
    tv.setOnClickListener(new MainActivity$$Lambda$0(this));
    tv.setOnClickListener(new OnClickListener() {
      public void onClick(View view) {
        Log.d("MainActivity", "MainActivity" + MainActivity.this.abc);
      }
    });
  }
}

// $FF: synthetic class
final class MainActivity$$Lambda$0 implements OnClickListener {
  private final MainActivity arg$1;

  MainActivity$$Lambda$0(MainActivity var1) {
    this.arg$1 = var1;
  }

  public void onClick(View var1) {
    this.arg$1.lambda$onCreate$0$MainActivity(var1);
  }
}

此时生成的class文件就不是纯函数了。所以会不会内存泄漏？

1.3.3 D8脱糖

在设置android.enableD8.desugaring = true的时候（高版本，比如AGP的版本是com.android.tools.build:gradle:3.3.0-alpha03时，默认是D8脱糖），D8脱糖就不会在transforms目录下生成desugar目录。反编译transforms/dexBuilder/中的jar包。可以看到在jar包中，已经是脱糖后的结果了。大家可以看下图。也是把lambda表达式生成一个静态对象。


当然D8脱糖，要求编译链中所有工具都支持java8，不然不认识class文件中的部分语法糖。D8脱糖的好处是什么呢。官方的话说就是可以提高编译速度。

二.R8

R8作为原本Proguard 压缩与优化（minification、shrinking、optimization)部分的替代品，依然使用与Proguard一样的keep规则。
目前R8已经开源: r8/r8，其包含了D8与R8。

目前R8还没有整合进Android Gradle plugin，不过由于其已经开源，根据文档可以很快的在python环境下运行起来:

1. 确保本地已经安装了python 2.7或更高版本(macOS Sierra自带python 2.7)。
2. 由于R8项目使用chromium项目提供的depot_tools管理依赖，因此先安装depot_tools
3. Clone R8项目：git clone https://r8.googlesource.com/r8 && cd r8
4. 下载一个Gradle版去编译，并且声称两个jar文件: build/libs/d8.jar与build/libs/r8.jar: python tools/gradle.py d8 r8
   根据r8文档进行使用即可

BREAKING NEWS：新版AndroidStudio可以体验一下。

New code shrinker
R8 is a new tool for code shrinking and obfuscation that replaces ProGuard. You can start using the preview version of R8 by including the following in your project’s gradle.properties file:
android.enableR8 = true
官方文档： New code shrinker

参考资料

• Android Studio switching to D8 dexer
• Next-generation Dex Compiler Now in Preview
• 官方文档 : 使用 Java 8 语言功能