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 ​​ARMv5​​​ 的 ​​CPU​​​ 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​​ABI​​​ 为​​armeabi​​​，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-v7a​​​ 和​​armeabi NDK​​ 二进制文件
• 对于这些设备，主要​​ABI​​​ 将是​​x86​​​，辅助​​ABI​​​ 是​​armeabi-v7a​​
• 基于​​MIPS​​​ 的典型设备只定义主要​​ABI​​​：​​mips​​
• 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
• ​​armeabi​​​与​​armeabi-v7a​​： UC 浏览器，Facebook、Twitter
• ​​armeabi​​​，​​armeabi-v7a​​​，​​armeabi-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。