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腾讯会议10秒编译百万代码｜鹅厂编译加速标杆案例公开

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风君子

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👉腾小云导读

作为一个天然跨平台的产品，腾讯会议从第一行代码开始，团队就坚持同源同构的思想，即同一套架构，同一套代码，服务所有场景。过去一年，腾讯会议，迭代优化了 20000 个功能，稳定支持了数亿用户，其客户端仅上层业务逻辑代码就超 100 万行，经过优化，目前在 Windows 平台上的编译时间最快缩短到 10秒，成为行业 C++ 跨平台项目的标杆。本文将详细介绍背后的优化逻辑，希望给业界同行提供参考。

👉看目录，点收藏

1 编译加速有哪些方向？

2 如何优雅的预编译 Module 产物？

   2.1 构建在哪执行

   2.2 如何增量发布产物

   2.3 预编译产物上传到何处

   2.4 如何使用预编译产物

3 发布 Module 产物

4 使用Module产物

   4.1 匹配产物

   4.2 CMake产物替换源码编译

   4.3 自动Generate

   4.4 半自动Generate

   4.5  IDE显示源码

5 断点调试

   5.1 Android产物替换

   5.2 成也Maven，败也Maven

   5.3 Android Studio显示产物源码

6 万物皆可增量

7 构建参数

8  总结

 编译加速有哪些方向？

大家知道，编译是将源代码经过编译器的预处理、编译、汇编等步骤，生成能够被计算机直接执行的机器码的过程，而这个过程是十分耗时的。

常规的开发工具如 xcode、gradle 为了提高效率都会自带编译缓存的功能，即将上一次编译的结果缓存起来，对于没有修改的代码再次编译就直接使用缓存。

但此这些缓存文件一般存在于本地，更新代码后难免需要一次重编，生成新的编译缓存。在会议这样一个上百人的团队里，修改提交十分频繁，更新一次代码所需要重编的代码量往往是十分巨大的。特别是一些被深度依赖的头文件被修改，往往等价于需要全量编译了。

虽说也有一些工具能够支持云端共享编译缓存，如 gradle 的 remote build cache，但是对 C++ 部分并没有 cache，而且方案也不能跨平台通用。

腾讯会议经历了框架 3.0 的模块化改造后，原本一整块代码按照业务拆分出了若干个小模块，开发需求修改代码逐渐集中在模块内部。这为我们的编译加速提供了新思路：每个业务模块之间是不存在依赖关系的，那么开发没有修改的模块是否可以免编译呢？

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那么想要模块免编译，可行的方案有两种：

  • Module 独立运行，即不依赖其他 module 业务代码，任意一个 module 能够单独调试运行，这样就不需要编译其他 module 了；

  • Module 预编译，将所有 module 预先编译好，本地开发直接下载预先编译的 module 产物，在编译完整app的时候直接组装即可，类似云端缓存的概念。

从长远来看，如果 Module 独立运行肯定是最优的，但是现阶段比较难实现，虽然会议的模块代码没有相互依赖，但业务功能间的相互依赖还是较高，模块要独立运行很难跑通完整功能；而 Module 预编译方案在会议项目中的可行性更高，不需要改动业务逻辑。

 如何优雅的预编译 Module 产物？

那么既然要预编译所有的 module，就需要有一个机器自动构建 module 产物，并上传构建产物到云端。本地编译时从云端拉取预先编译好的产物来加速APP 编译。

那么，这里有几个问题需要确定：

1.构建在哪里执行；

2.如何增量发布产物；

3.预编译产物上传到何处；

4.如何使用预编译产物

首先，产物构建需要一台机器自动触发，很自然会想到持续集成（Continuous Integration，简称 CI）机器，这里我们选择了 Coding CI 来自动触发构建。首先来看看会议的开发模式：

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会议的开发模式是从主分支拉子分支开发新需求，开发完成后再合入主干。那么 CI 应该在哪条流水线构建 module 产物呢？需要为每条流水线都构建吗？

如果在 master 流水线构建：那么开发分支一旦 module 代码有修改，module 缓存就失效了。只改动一两个 module 还好，但如果是 module 全部失效（比如 module 依赖的公共接口有变更）,那增量构建的逻辑就形同虚设了。

如果在 feature/bugfix 流水线构建：开发分支那么多，每个分支流水线都跑一次 module 构建，时间、仓库的存储成本都激增。而且，每个分支的构建产物相互独立，本地如果想要用产物加速编译，就必须得先启动流水线跑一次，等预编译产物构建完成了才可以使用。这对于拉一个 bugfix 分支修改两行代码就修复一个 bug 的场景来说是不可接受的。

这里首先分析一下 module 之间的的关系，我们的module 相互之间代码是没有依赖的，module 共同依赖一些基础代码，我们称之为 module API。其实，大多数情况下，module 构建出来的产物，对于其他分支来说，只要module API 没有变更就是可以复用的。那怎么最大化的利用上这些产物呢？这取决于如何管理 module 产物的版本号，只要分支代码有可用的版本号就可以复用产物。

比如，从 master 拉一个 bugfix 分支，只需要改几行代码，就可以直接用master 的版本号就行了。如果是 feature 分支，一开始也是从 master 继承module 的版本号，随着功能开发的进行，当我们修改了 module A 的代码，再手动更新一下 module A 的版本号，最后随着 feature 一起合入 master。

这样一套流程似乎可行，只是实际操作起来会给开发者带来一定的使用成本，因为需要开发者手动管理 module 的版本号。

试想一下，如果有两个 feature 分支都同时修改了同一个 module 的代码，那他们都会去更新这个 module 的版本号，MR 的时候就会发生版本冲突：

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这时就必须是 feature A merge feature B 的代码，然后重新更新 Module B的版本号再构建。可能一个 module 代码冲突还好，但如果是 module API 的修改了呢？那就是所有 module 都需要更新了，这是非常机械且令人头疼的！

某著名大佬曾说过：“但凡重复的工作，我都希望交给机器来做”，这种明显重复的机械的工作，能否直接交给机器完成呢？

通过分析不难发现，在构建参数一致的情况下，module 产物的版本号和我们的代码是一一对应的，即只要 module 代码有修改那我们就应该更新这个module 的版本号。那我们有没有什么已有的东西符合这个属性来当作版本号呢？有！Git commit ID 不就是吗？

在我们的认知里，commit ID 似乎是反映整个项目所有代码的版本，但需要给每个 module 建立各自的版本记录，commit ID 能满足吗？熟悉 git 的人应该知道，git 可以通过指定<pathspec>参数来获取特定目录的提交记录。我们可以以此为突破口，获取每个 module 的 commit ID 作为 module 的版本号：

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这样，只需要输入 module 的代码目录，就可以推算出这个 module 代码对应的预编译产物版本号，那我们就无需自己来管理版本号了，交给 git 管理：

  • module 发布时，根据 module 目录得到 commit ID 作为版本号上传产物；

  • 本地拉取产物时，根据同样的规则推算出 module 对应的版本号直接下载。

如此，就省掉了繁琐的版本号维护流程。也正因为 module 版本号是 commit ID，不同分支只要 module 的代码没有变，那 commit ID 也就不会变，不同分支间的 module 产物也就可以复用。

因此，我们可以只要在 master 或者 master&feature 分支触发产物的构建，就能覆盖绝大多数分支。

确定了使用 CI 来构建产物后，然后可以通过代码提交来自动触发 CI 启动。但为了避免浪费构建机资源，并不需要每次都构建发布所有模块，仅增量的发布修改过的模块即可。

那如何判断模块是否修改过呢？与获取 module 版本号的方式类似，我们可以使用命令：git diff — <pathspec>来找出本次构建有修改的模块。

CI 构建出来的产物，需要一个仓库来保存，“善解人意”的腾讯软件镜像源为我们提供了各种仓库：Maven、Generic、CocoaPods。Android 有 Maven，上传、下载、管理版本十分方便，可惜其他平台并不支持。按照腾讯会议的一贯思路，就得考虑跨平台的方式来上传、下载产物。

最终我们选择了原始的腾讯云 Generic 仓库。相较于其他镜像仓库，Generic 仓库具有以下优势：

  • 操作更自由，HTTP/HTTPS 协议上传、下载、删除

  • 支持自行管理上传文件路径

  • 存储空间无限制

于是，我们自定义了一套产物打包、存储的规范，将各端构建好的产物，自己造轮子实现上传、下载、校验、解压安装等功能。正所谓：“造轮子一时爽，一直造轮子一直爽”。

为了让开发者无学习成本的使用预编译产物，产物的匹配和编译切换最好是无感的。即开发者并不需要主动配置，编译时脚本会自动匹配可用的预编译产物来构建 APP。

以 module A 为例，自动匹配产物的大致流程如下：

1.通过 git diff 查询当前的 changes list

2.有修改到 module A 的代码，脚本就自动切换到 module A 的源码编译；

3.没有修改 module A 的代码，则自动选择 module A 的产物构建。

大致方向确定了，接下来就是具体的实施细节了。

 发布 Module 产物

首先，发布产物需要确认的是预编译产物结构是怎样的。为了脚本逻辑能够跨平台，我们将每个模块输出的产物统一命名规范为：xx_module_output.zip，也就是各平台将自己每个 module 的产物打包到一个 zip 包中。但是 zip 包并不能反映产物的具体信息，比如对应的版本号、时间等，因此还需要一个 manifest 文件来汇总所有产物的相关信息。那么一个版本的代码对应的产物有：

  • xx_module_output.zip：xx_module的编译产物，总共会有n个xx_module_output.zip（n为模块个数）；

  • base_manifest.json：当前版本的所有 module 产物信息，包括 module 名字、版本号等。

而 base_manifest.json 里保存的信息结构如下：

{"modules": [{"name": "account", // 模块名称"version": "7b2331b7e9", // 模块版本号，即模块commit ID"time": "1632624109"    // 模块版本时间，即模块commit时间戳},{"name": "audio","version": "7b2331b7e9","time": "1632624109"},… ],"appVersion": "7b2331b7e9", // 代码库git commit ID"appVersionTime": "1632624109"// 代码库commit时间戳}

然后，在有代码提交时，自动触发 CI 启动 Module 发布脚本，通过 git diff 找到提交的 change list，然后从 changes list 来判断哪些 module 有变更，对变更的 module 重编发布：

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流程看起来并不复杂，但实际操作上确有很多问题值得推敲。比如：我们知道git diff 是一个对比命令，既然是对比就会有一个基准 commit ID 和目标commit ID，目标 commit 就取当前最新的 commit 就好了。但基准 commit应该取哪个呢？是上一个提交吗？来看下面这个开发流程：

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开发者从 master 拉取了一个分支修复 bug，本地产生了两次 commit但没有 push，最后走 MR 流程合入主干。整个过程产生了三个 commit，如果直接使用最近一次的 commit 来 diff 产生结果，那么 diff 的 commit 是最后的那次 merge commit，结果正好是这次 bugfix 的所有改动记录。也就不用管前面的 commit a、commit b 了，这样看起来使用最近一次 commit diff 似乎没有问题。

但如果这次编译被跳过或者失败了，那么下一次的 MR 还只关注本次 MR 的提交内容，中间跳过的代码提交就很可能一直没有对应构建产物了。

因此，我们是通过查找最近一次有 base_manifest.json 文件与之对应的merge commit 来作为基准 commit。即从当前 commit 开始，回溯之前所有的merge commit，如果能够找到merge commit对应的base_manifest.json，那就说明这次 merge commit 是有发布 module 的，那么就以它为基准计算 diff。当然，我们并不会无限制的往前回溯，在尝试回溯了 n 次后仍然没有找到，则认为没有发布。

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其次，要如何 diff 特定 module 代码呢？

前面提到 git diff 可以通过<pathspec>参数指定目录，根据这个特性，传入特定的 module 目录，就可以计算特定 module 的 change list 了：

git diff targetCommitId baseCommitId -- path/to/module/xxx_module  #获取module的diff（v1）

那么，只需包含这个 module 自身的代码目录路径就可以了吗？

答案是不够的。因为 module 还会依赖其他的接口代码，如 module API 的，接口的改动也会影响到 module 的编译结果，因此还需要包含 module API 的目录才行。于是获取 module diff 就变成下面这样：

git diff targetCommitId baseCommitId -- path/to/module/xxx_module path/to/module-api #获取module的diff (v2)

另外，在 module 目录中，有些无关的文件并不影响编译结果（比如其他端的UI代码），在计算 diff 时我们需要将其排除，如何做到呢？也是通过<pathspec>路径，与之前不同的是需要在路径前面加”:!“。比如以下命令以Android 为例，我们需要将其他端的 UI 代码排除掉，那么获取某个 module 的 diff 命令最终就变成了这样：

git diff targetCommitId baseCommitId --name-only -- path/to/module/xxx_module path/to/module-api :!path/to/module/xxx_module/ui/Windows :!path/to/module/xxx_module/ui/Mac :!path/to/module/xxx_module/ui/iOS #获取module的diff (final)

同样的，在发布 module 时，需要提供一个版本号，前面已经提到，可以使用module 的 commit ID 作为版本号。那么要如何获取 module 的 commit ID呢？git 命令都支持传入<pathspec>参数，那么通过 git log – <pathspec>设置 module 相关目录，即可得到这个 module 的 commit ID。

不难发现，git log 命令的<pathspec>应该和 diff 是一致的，那么我们可以得出获取 module version 的命令：

git diff targetCommitId baseCommitId --name-only -- path/to/module/xxx_module path/to/module-api :!path/to/module/xxx_module/ui/Windows :!path/to/module/xxx_module/ui/Mac :!path/to/module/xxx_module/ui/iOS #获取module的diff (final)

确定了 diff 与获取 module 版本号的算法，发布流程基本就可以走通了，接下来就是如何使用产物。

 使用Module产物

首先需要确认的是，当前的代码要如何判断 CI 是否有发布与之匹配的 module产物。

前面我们提到在发布产物时，是通过回溯查找每个commit对应的base_manifest.json 来确定最近一次发布的 commit。那么匹配当前可用的产物也是类似的逻辑，通过回溯来找到最近有发布的 commit，整个 module 增量构建的流程如下：

  • 通过回溯 commit ID 找到最近一次发布的 base_manifest.json。

  • 若最终没有找到这个 base_manifest.json，则证明当前版本没有 module 产物，所有 module 需要源码编译；

  • 若能够找到此文件，文件中记录了预编译 module 的产物信息（版本、时间戳等）列表，如果能在产物列表中找到这个 module，那么就能够获取这个module 对应的产物；

  • 得到 base_manifest.json 里的产物信息后，还需要使用产物的版本号 diff 判断出当前 module 是否有代码修改，确认无修改的情况则使用产物打包 App，有修改则使用 module 源码编译。

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这里判断 module 是否修改的 diff 算法与发布产物时类似，以产物的版本号为base commit、设置 module 的<pathspec>目录执行 git diff 命令，来得到module 的 change list。

产物匹配下载成功后，就是使用预编译产物来替换源码编译了。本着无使用成本的原则，我们希望替换过程能够脚本自动化完成，不需要开发者关心和介入就能无缝切换。

会议的跨平台层代码使用 C++ 实现，并采用 CMake 来组织工程结构的，所以C++ 代码的产物替换，需要从 CMake 文件入手。

首先，C++ 预编译的产物是动态/静态库，这些对于 CMake 来讲就是library，可以通过 add_library() 或者 link_directories() 函数将其作为预编译库添加进来，以动态库 xx_plugins 为例，增量脚本会根据匹配的产物，会生成一个use_library_flag.cmake 文件，用来标记命中增量的库：

# use_library_flag.cmakeset(lib_wemeet_plugins_bin "/Users/jay/Dev/Workspaces/wemeet/app/app/.productions/Android/libraries/wemeet_plugins")
set(lib_wemeet_sdk_bin "/Users/jay/Dev/Workspaces/wemeet/app/app/.productions/Android/libraries/wemeet_sdk")
...
set(lib_xxx patch/to/lib_xxx)

我们在使用 xx_plugins 的方式上做了改变：

  • 命中增量时，通过 add_library 导入这个预编译的产物作为 library，lib_app link 预编译库；

  • 未命中增量时，通过 add_subdirectory 添加 xx_plugins 的源码目录，lib_app link 源码库；

那么，增量产物命中后要实现产物/源码的切换，是不是只需要重新生成use_library_flag.cmake 这个文件就可以了呢？

先来看看 CMake 的使用流程，主要分为 generate 和 build 这两个步骤：

  • generate – 根据 cmake 脚本中的配置确定需要编译的源码文件、链接库等，生成适用于不同构建系统（makefile、ninja、xcode 等）的工程文件、编译命令。

  • build – 使用 generate 生成的编译命令执行编译

对于 Android 来说，cmake 是属于 gradle 管理的一个子编译系统，在构建Android 的时候 gradle 会执行 cmake generate 和 build。

但对于 Xcode和 Visual Studio，cmake 修改之后是需要手动执行 generate的，原因是因为点击 IDE 的 build 按钮后仅仅是执行 build 命令，IDE 不会自动执行 cmake generate。

那么，增量命中的产物列表有更新时，需要开发者手动执行 generate 一次才能更新工程结构，切换到我们预期的编译路径。但这样开发者就需要关心增量产物匹配情况是否有变更，增加了使用成本。

有没有办法将这个过程自动化呢？

技术前提：

https://cliutils.gitlab.io/modern-cmake/chapters/basics/programs.html

cmake 提供了运行其他程序的能力，既包含配置时，也包含构建时。对于Windows端我们可以插入一段脚本，在编译前做自动 generate 检测：

if(WIN32)
# https://cliutils.gitlab.io/modern-cmake/chapters/basics/programs.htmladd_custom_command(OUTPUT "${CMAKE_CURRENT_BINARY_DIR}/running_command_at_build_time_generated.trickier"COMMAND node ${CMAKE_CURRENT_SOURCE_DIR}/build_project/auto_generate_proj.js${LIB_OS_TYPE}${windows_output_bin_dir}...)add_custom_target(auto_generate_project ALLDEPENDS "${CMAKE_CURRENT_BINARY_DIR}/running_command_at_build_time_generated.trickier")
endif()

脚本会对比上一次构建的产物命中模块，当命中模块的列表有变更时，则启动子进程调用cmd窗口执行 Windows 的 generate：

const cmd = `start cmd.exe /K call ${path.join(winGeneratePath, generateStr)}`;
child_process.exec(cmd, {cwd: winGeneratePath, stdio: 'inherit'});
process.exit(0);

注意: 使用 node 触发 cmd 执行 generate 脚本时，需要使用 detached 进程的方式，并使需要进程 sleep 足够时间以等待脚本执行结束。

对于 iOS 和 OS X 平台，也可以 在 xcode 的 Pre-actions 环节插入一段脚本，来检测模块的命中列表是否有变更：

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但由于 xcode 本身检测到工程结构改变会自动停止编译，因此我们通过弹窗提示开发者，当检测到命中产物的模块已经更改时，需要手动 generate 更新工程结构。

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产物/源码切换编译的问题解决了之后，我们也发现了了新的问题：在xx_plugins 命中增量产物时，发现 IDE 找不到 xx_plugins 的源码了！

这是因为前面改造 CMakeLists.txt 脚本时，命中增量的情况下，并不会去执行 add_subdirectory(xx_plugins)，那 IDE 自然不会索引 xx_plugins 的源码了，这显然是十分影响开发体验的。要解决这个问题就必须命中增量时也执行 add_subdirectory(xx_plugins) 添加源码目录，可添加了源码目录就会去编译它，那么可以让它不编译吗？

答案是肯定的！我们来看看 cmake –build 的文档：

Usage: cmake --build <dir> [options] [-- [native-options]]
Options:<dir>          = Project binary directory to be built.--parallel [<jobs>], -j [<jobs>]= Build in parallel using the given number of jobs. If <jobs> is omitted the native build tool's default number is used.The CMAKE_BUILD_PARALLEL_LEVEL environment variablespecifies a default parallel level when this optionis not given.--target <tgt>..., -t <tgt>... = Build <tgt> instead of default targets.--config <cfg> = For multi-configuration tools, choose <cfg>.--clean-first = Build target 'clean' first, then build.(To clean only, use --target 'clean'.)--verbose, -v = Enable verbose output - if supported - includingthe build commands to be executed. -- = Pass remaining options to the native tool.

文档中提到 cmake build 命令是可以通过–target 参数来设置需要编译的target，而 target 则是通过 add_library 定义的代码库，默认情况下 cmake会 build 所有的 target。但如果我们指定了 target 后，那么 cmake 就只会编译该 target 及 target 依赖的库。

在会议项目中 lib_app 依赖了其他所有的增量库，属于依赖关系中的顶层library，因此我们的 build 命令可以加上参数–target lib_app，那么：

  • 当 xx_plugins 未命中增量时，由于 lib_app 依赖了 xx_plugins 源码库，cmake 会同时编译 lib_app 与 xx_plugins；

  • 当 xx_plugins 命中增量时，lib_app 依赖 xx_plugins 的是预编译库，cmake就只会编译 lib_app了。

因此，我们可以进一步改造CMakeLists.txt，让add_subdirectory(xx_plugins)始终执行：

# CMakeLists.txtinclude(use_library_flag.cmake)...# 引入wemeet_plugins源码目录
add_subdirectory(wemeet_plugins)if(lib_wemeet_plugins_bin) # 命中增量# 则导入该libadd_library(prebuilt_wemeet_plugins SHARED IMPORTED)set_target_properties(${prebuilt_wemeet_plugins}PROPERTIES IMPORTED_LOCATION${lib_wemeet_plugins_bin}/${LIB_PREFIX}wemeet_plugins.${DYNAMIC_POSFIX}) # DYNAMIC_POSFIX: so、dll、dylibset(shared_wemeet_plugins prebuilt_wemeet_plugins) # 设置为预编译库
else() # 未命中增量set(shared_wemeet_plugins wemeet_plugins) # 设置为源码库
endif()...# 引用wemeet_plugins
target_link_libraries(wemeet_app_sdk PRIVATE ${shared_wemeet_plugins})

这样在 xx_plugins 命中增量的情况下，开发者也可以继续用 IDE 愉快的阅读、修改源码了。

 断点调试

使用增量产物代替源码编译同时会带来的另一个问题：lldb 的断点调试失效了！

要解决这个问题，首先要知道 lldb 二进制匹配源码断点的规则：lldb 断点匹配的是源码文件在机器上的绝对路径！（win 端没有用 lldb 调试器没有这个问题，只要 pdb 文件和二进制放在同级目录就能够自动匹配）

那么，在机器 A 上编译的二进制产物 bin_A 由于源码文件路径和本地机器B上的不一样，在机器 B 上设置的断点，lldb 就无法在二进制 bin_A 中找到与之对应位置。

那有办法可以解决这个问题吗？在 lldb 内容有限的文档我们发现这样一个命令：

settings set target.source-map /buildbot/path /my/path

其作用就是将本地源码路径与二进制中的代码路径做一个映射，这样lldb就可以正确找到代码对应的断点位置了。那么“药”找到了，如何“服用”呢？

首先，我们会有多个库分别编译成二进制发布，并且由于是增量发布，各个库的构建机器的路径可能都不一样，因此需要为每个库都设置一组映射关系。好在source-map是可以支持设置多组映射的，因此我们的映射命令演变成了：

settings set target.source-map /qci/workspace_A/path_to_lib1 /my_local/path_to_lib1 /qci/workspace_B/path_to_lib2 /my_local/path_to_lib2/qci/workspace_C/path_to_lib3 /my_local/path_to_lib3.../qci/workspace_X/path_to_libn /my_local/path_to_libn

命令有了，何时执行呢？需要手动执行吗？依然还是无使用成本的原则，我们希望脚本能自动化完成这些繁琐的事情。

了解 lldb 的开发者想必都知道“～/.lldbinit"这个配置文件，我们可以在执行增量脚本的时候，把 source-map 配置添加到“～/.lldbinit"中，这样 lldb 启动的时候就会自动加载，但是这里的配置是在用户目录下，会对所有 lldb 进程生效。为了避免对其他仓库/项目代码调试造成影响，我们应该缩小配置的作用范围，xcode 是支持项目级别的 .lldbinit 配置，也就是可以将配置放到 xcode 的项目根目录：

# Mac端的.lldbinit放到Mac的xcode项目根目录：
app/Mac/Src/App/Application/WeMeetApp/.lldbinit# iOS端的.lldbinit放到iOS的xcode项目根目录：
app/iOS/Src/App/Application/WeMeetApp/.lldbinit

Android Studio（简称 AS）就没有这么人性化了，并不能自动读取项目根目录的 .lldbinit 配置，但可以在 AS 中手动配置一下 LLDB Startup Commands：

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手动配置虽然造成了一定使用成本，但还好只需要配置一次。

Android 中的子模块由于包含了 Java 代码和资源文件，预编译的产物就不是动态库/静态库了，产物替换得从 gradle 入手。

前面文章有提到，为了更好的跨平台，我们选择了 Generic 仓库来存储增量构建的产物。 熟悉Android 的开发者都知道，Android 平台集成预编译产物的方式有两种：

  • 本地文件集成，如 aar、jar 文件

  • maven 集成

如果选择本地文件集成，那么我们就需要将模块源码打包成 aar 文件，但会遇到一个问题：若模块采用 maven 集成的方式依赖了三方库，是不会包含在最终打包的 aar 文件中的，这就会导致产物集成该模块时丢失了一部分代码。而Google 推荐的集成方式都是 maven 集成，因为 maven 产物中的 pom.xml文件会记录模块依赖的三方库，方便管理版本冲突以及重复引入等问题。

那么如何在 Generic 仓库中使用 maven 集成呢？Generic 仓库其实就是一个只提供上传、下载的文件存储服务器，文件上传、下载均需自行实现，因此，每一个模块产物的文件内容各端可以自行定义，最终打包成一个压缩包上传到仓库即可。那么对于 Android 端我们可以将每个模块产物按照本地maven仓库的文件格式进行打包发布：

app/.productions/Android/repo/com/tencent/wemeet/module/chat/

├── f4d57a067d

│ ├── chat-f4d57a067d-prebuilt-info.json

│ ├── chat-f4d57a067d.aar

│ ├── chat-f4d57a067d.aar.md5

│ ├── chat-f4d57a067d.aar.sha1

│ ├── chat-f4d57a067d.aar.sha256

│ ├── …

│ ├── chat-f4d57a067d.pom

│ ├── chat-f4d57a067d.pom.md5

│ ├── chat-f4d57a067d.pom.sha1

│ ├── chat-f4d57a067d.pom.sha256

│ └── chat-f4d57a067d.pom.sha512

├── maven-metadata.xml

├── maven-metadata.xml.md5

├── maven-metadata.xml.sha1

├── maven-metadata.xml.sha256

└── maven-metadata.xml.sha512

以上就是模块 chat 以 maven 格式进行发布产物的文件列表，可以看到该仓库中只有一个版本（版本号：f4d57a067d）的产物，也就是说每个版本的增量产物其实就是一个 maven 仓库，我们将产物下载下来解压后，通过引入本地maven仓库的方式添加到项目中来：

// build.gradlerepositories {maven { url "file://path/to/local/maven" }
}dependencies {implementation 'com.tencent.wemeet.module:chat:f4d57a067d'
}

集成方式敲定了，那要如何自动切换呢？gradle 本身就是脚本，那么我们可以在增量脚本执行后，根据脚本的执行结果，命中产物的模块则以 maven 方式依赖，未命中的则以源码依赖。为了简化使用方法，我们定义了一个 projectWm函数：

// common.gradlegradle.ext.prebuilts = [:]
// setup prebuilt result
...ext.projectWm = { String name ->String projectName = name.substring(1) // remove ":"if (gradle.ext.prebuilts.containsKey(projectName)) { // 命中增量产物def prebuilt = gradle.ext.prebuilts[projectName]return "com.tencent.wemeet.module:${projectName}:${prebuilt.version}"} else { // 未命中增量产物return project(name)}
}// build.gradleapply from: 'common.gradle' // 引入通用配置
...dependencies {implementation projectWm(':chat')...
}

projectWm 里面封装了替换源码编译的逻辑，这样我们只需要将所有的project(":xxx")改成projectWm(":xxx") 即可，使用方便简单。

解决完替换的问题，就可以愉快的使用增量产物了？

虽然 maven 的依赖管理给我们带来了便利，但对于产物替换源码编译的场景，也带了新的问题。看这样一个 case，有 A、B、C 三个模块，他们的依赖关系如下：

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前面的 projectWm 方案，对于模块A这种单一模块可以很好的解决问题，但对于模块 B 依赖模块 C 这种复杂的依赖关系却不适用。比如模块 B 命中增量、模块 C 未命中时，由于 B 使用 projectWm 替换成了 maven 依赖，而模块 C 会因为模块的 maven 产物中 pom.mxl 定义的依赖关系给带过来，也就是模块 C也会是 maven 依赖，而无法变成源码依赖。我们必须将模块 B 附带的 maven依赖中的模块 C 再替换源码！通过查阅 gradle 文档，我们发现 gralde 提供了dependencySubstitution 功能可以将 maven 依赖替换成源码，用法也十分简单：

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于是我们可以将为命中的 module C 再替换成源码编译：

configurations.all {resolutionStrategy.dependencySubstitution.all { DependencySubstitution dependency ->if (dependency.requested instanceof ModuleComponentSelector) {def group = dependency.requested.groupdef moduleName = dependency.requested.moduleif (group == 'com.tencent.wemeet'|| (group.startsWith('application') && dependency.requested.version == 'unspecified')) {def prebuilt = gradle.ext.prebuilts[moduleName]if (prebuilt == null) { // module未命中def targetProject = findProject(":${moduleName}")if (targetProject != null) {dependency.useTarget targetProject}}}}}
}

替换好了本以为万事大吉了，但实际编译运行时，随着命中情况的变化，经常偶发的失败：Could not resolve module_xx：

00fefaf55526e017397d1bfca128bbab.png

究其原因，还是上面的替换没有起作用，替换的源码模块找不到，难道 gradle提供的API有问题？通过仔细阅读文档，发现这样一段话：

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意思就是Dependency Substitution 只是帮你把依赖关系转变过来了，但实际上并不会将这个 project 添加到构建流程中。所以我们还得将源码编译的 project 手动添加到构建中：

// build.gradledependencies { implementation project(":xxx") }

那接下来的问题就是如何找到编译 app 最终需要源码编译的 module，然后添加到 app 的 dependencies{}依 赖中。这就要求得拿到所有 module 的依赖关系图，这个并不困难，在gradle configure之后就可以通过解析configurations 获取。但问题是我们必须得在 gradle configure 之前获取依赖关系，因为在 dependencies{} 中添加依赖是在 gradle configure 阶段生效的。

问题进入了陷入死循环，这样一来，我们并不能通过 gradle的configure 结果获取依赖关系，得另辟蹊径。

前面提到过，maven 会将模块产物依赖的子模块写到 pom.xml 文件中，虽然pom.xml 里记录的依赖并不全，但是我们可以将这些依赖关系拼凑起来:

2d4dee699f896a80b37e0d8897d25283.png

假设我们有上图的一个依赖关系，module A、B、C 都命中了增量，D、E 未命中，为了避免“Could not resolve module_xx”的编译错误，我们需要将module D、E 添加到 app 的 dependencies{} 中，那么脚本中如何确定呢：

  • app 在 configure 前可以读取 configurations 得倒 app 依赖了 module A、B；

  • 由于 module B 命中了增量，因此可以通过 B 的 pom.xml 文件找到 B 依赖了C、D；

  • 而 D 未命中增量，因此可以确定需要将 D 添加到 app 的的 dependencies{}中；

  • 同理，我们可以通过 B → C 依赖链，拿到 C 的 pom.xml中记录的对E的依赖，从而确定E需添加到 app 的的 dependencies{} 中。

源码替换的流程，到这里大致就走通了，不过除此之外还有其他替换相关的细节问题（如版本号统一、本地 aar 文件的依赖替换等），这里就不继续展开讲了。

与 cmake 类似，命中产物的模块由于变成了 Maven 依赖，也会遇到 AS 无法正确索引源码的问题。

首先，AS 中加载的源码是在 Gradle sync 阶段索引出来的，而我们用产物替换源码编译仅需要在 build 的时候生效。那是否可以在 sync 阶段让 AS 认为所有模块都未命中，去索引模块的源码，仅在真正 build才 做实际的替换呢？

答案是肯定的，但问题是如何判断 AS 是在 sync 或 build 呢？gradle 并没有提供 API，但通过分析 gradle.startParameter 参数可以发现，AS sync 其实是启动了一个不带任何 task参数的gradle命令，并且将systemPropertiesArgs中的“idea.sync.active“参数设置为了 true，于是我们可以以此为依据来区分 gradle 是否在 sync：

// settings.gradle 
gradle.ext.isGradleSync = gradle.startParameter.systemPropertiesArgs['idea.sync.active'] == 'true'
ext.projectWm = { String name ->String projectName = name.substring(1) // remove ":"if (gradle.ext.isGradleSync) { // Gradle Syncreturn project(name)} // 增量替换源码...
}

 万物皆可增量

以上讲的是业务 module 的增量流程，会议的业务 module 之间是没有依赖关系的，结构比较清晰。那其他依赖关系更复杂的子工程呢？

通过总结 module 的增量规律我们发现，一个子工程要实现增量化编译，需要解决的一个核心问题是判断这个是否需要重编。而 module 是通过 git diff – <pathspec>来判断，<pathspec>则是前面提到的 module 相关的代码路径：

  • 模块内自身的代码

  • 模块依赖的的接口代码

因此，这里可以延伸一下，即确定了子工程的源码及其依赖的接口路径后，都可以通过这套流程来发布、匹配增量产物，完成增量化的接入。

 构建参数

前面有说到，当构建参数一致的情况下，产物版本和代码版本是一一对应的。但实际情况是，我们经常也需要修改构建参数，比如编译 release、debug 版本编译的结果往往会有很大差异。

那么对于构建参数不一致的场景，增量构建的产物要如何匹配呢？

这里引入 variant（变体）的概念，即编译的产物会因构建参数不同有多种组合，每一种参数组合构建出来的产物我们称之为其中一种变体。虽然参数组合可能有n种，但是常用的组合可能就只有几种。每一种组合都需要重新构建和存储对应产物，成本成倍增加，要覆盖所有的组合显然不太现实。

既然常用的组合就那么几种，那么只覆盖这几种组合命中率就基本达标了。不同构建参数组合的产物之间是不通用的，所以存储路径上也应该是相互隔离的：

0be974edcf0fc99d2778f42d6e486f89.png

上图示例中，兼容了 package type（debug、release 等）和publish channel（app、private、oversea s等）两种参数组合，实际场景可能更多，我们可以根据需要进行定制。

 总结

到这里，已经讲述了腾讯会议使用增量编译加速编译的大致原理，其核心思想就是尽量少编译、按需编译。在本地能够匹配到远端预先编译好的产物时，就取代本地的源码编译以节省时间。

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接下来看下整体优化效果：

在全部命中增量产物的情况下，由于省去了大量的代码编译，全量编译效率也大幅提升：

平台

优化前

优化后

效率提升

Android

17min

3min

82%
 Windows  20min 10s 99%

iOS

12min

3min

75%

OSX

16min

4min

75%

注：以上数据为2022年3月本地实测数据，实际耗时可能因机器配置不同而不一致。

截止到现在，会议代码全量编译耗时已超30min+，但由于采用模块化增量编译，在命中增量的情况下效果是稳定的，即编译耗时不会随着代码量的增长而持续增加。

增量编译带来的效率提升是显著的，但现阶段也有一些不足之处：

1.产物命中率优化：现阶段产物命中率还不够高，当修改了公共头文件时容易导致命中率下降，但这种修改可以进一步细分，如当新增接口时，其实并不影响依赖它的模块命中。

2.自动获取依赖：目前工程依赖的关系是用配置文件人工维护的，因此会出现依赖关系更新滞后的情况。后续可以尝试从cmake、gradle等工具中获取依赖，自动更新配置。

以上是本次分享全部内容，欢迎大家在评论区分享交流。如果觉得内容有用，欢迎转发～

-End-

原创作者｜何杰、郭浩伟、吴超、杜美依、田林江

技术责编｜何杰、郭浩伟、吴超、杜美依、田林江

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随着产品得到市场初步认可，业务开始规模化扩张。提速的压力从业务传导到研发团队，后者开始快速加人，期望效率能跟上业务的脚步，乃至带动业务发展。但不如人意的是，实际的研发效能反而可能与期望背道而驰——业务越发展，研发越跑不动。其实影响开发效率的因素远远不止代码编译耗时过长！

你在开发过程中会经常遇到哪些复杂耗时的头痛问题呢？

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