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Android Studio のビルドを高速化する
2019年5月22日水曜日
この記事は Leo Sei による Android Developers - Medium の記事 "
Improving build speed in Android Studio
" を元に翻訳・加筆したものです。詳しくは元記事をご覧ください。
投稿者: Android Studio プロダクト マネージャー、Leo Sei
ビルドを高速化する
私たちは、Android Studio を使っているデベロッパーの皆さんに、できる限り最高の生産性を提供したいと考えています。デベロッパーの皆さんとのさまざまな議論やアンケートから、遅いビルドを待つ時間によって、生産性が損なわれていることがわかりました。
本記事では、何が実際のビルド速度に影響しているかをピンポイントで特定するために利用した新たな分析*の一部と、それに関して行っている作業、さらにビルドが遅くなるのを防ぐためにすぐにできることについてお伝えしたいと思います。
* これが実現できたのは、[preference] > [data sharing] で使用統計情報を共有してくださったたくさんのデベロッパーの皆さんのおかげです。
さまざまな方法で速度を測定する
私たちが最初に行ったのは、オープンソース プロジェクト(
SignalAndroid
、
Tachiyomi
、
SantaTracker
、
Uber
のスケルトン)を使って内部ベンチマーク*を作ったことです。そして、プロジェクトにさまざまな変更(コード、リソース、マニフェストなど)を加え、ビルド速度への影響を測定しました。
たとえば、次に示すのは、コードの変更がビルド速度に与える影響を調べるベンチマークです。時間とともに、大きく改善されているのがわかります。
また、「実際」のデータにも着目するため、Android Gradle プラグインをアップグレードする直前と直後で、数回のデバッグビルドの速度を調べました。そして、これを新しいリリースで実際に改善された値と見なしました。
ここから、新しいリリース**では実際に大きく高速化されていることがわかりました。
2.3 と比べると、50% 近くのビルド時間が短縮されています
。
さらに、バージョンを問わず、時間とともにビルド時間がどれくらい進化したのかも調べてみました。この値を、それぞれの時間における実際のビルド速度と見なしました。残念なことに、これを見ると時間とともにビルドが遅くなっていることがわかります。
リリースごとにビルドが速くなっていることは、データからも確認できます。それなのに、なぜ時間とともに遅くなったのでしょうか。
この点についてもう少し詳しく調べてみたところ、エコシステムで起きていることによって、高速化する以上のペースでビルドが遅くなっていることがわかりました。
時間とともにプロジェクトが大きくなってコードが増え、リソースの使用が増え、言語機能も増えると、ビルドは遅くなります。それとともに、私たちが直接的に制御できないたくさんの追加要素があることもわかりました。
2017 年後半の
Spectre および Meltdown
のパッチ
が新しいプロセスや I/O に影響し、クリーンビルドが 50% から 140% 遅くなりました。
サードパーティ製およびカスタムの Gradle プラグイン
: Android Studio デベロッパーの 96% が何らかの Gradle プラグインを追加しています(その中には、
最新のベスト プラクティス
を反映していないものがあるかもしれません)。
よく使われている
アノテーション プロセッサはインクリメンタルではなかった
ため、コードを編集するたびに全体が再コンパイルされます。
Java 8
言語機能を使うと desugar が発生し、ビルド時間に影響します。ただし、D8 では desugar の影響は少なくなっています。
Kotlin を使う場合
、特に Kotlin でアノテーション処理(KAPT)を行うと、ビルドのパフォーマンスに影響する場合があります。現在、JetBrains とともにこの影響を最低限に抑えるための作業を行っています。
* こういったプロジェクトは、実際のプロジェクトとは違い、時間とともに大きくなることはありません。このベンチマークでは、擬似的な変更を行ってから元に戻すことで、プラグインの影響のみを時系列で測定しています。
** 3.3 では、今後の機能改善(例: 名前空間付きリソース、インクリメンタル アノテーション プロセッサの有効化、Gradle ワーカー)を視野に入れ、その土台となる作業が行われています。0% の改善となっているのはそのためです。
実際の対応
内部処理の修正と継続的なパフォーマンスの改善
問題の多くが、Google が所有または推進する機能に由来していることは認識しています。そこで、リリース プロセスの早い段階でビルドのリグレッションを精度よく検出できるように、内部処理を変更しました。
また、
アノテーション プロセッサをインクリメンタル
にする作業も行っています。本投稿の時点で、Glide、Dagger、Auto Service がインクリメンタルになっており、その他についても対応中です。
最新リリースでは、R 軽量クラスの生成、遅延タスク、ワーカー API を追加し、Gradle inc. や JetBrains と協力して全体的なビルド パフォーマンスを改善する作業も続けています。
アトリビューション ツール
最近の調査から、ビルドの影響を分析していないデベロッパーや、その方法を知らないデベロッパーは、最大で 60% に達することがわかっています。そこで、コミュニティでのビルド時間の影響に対する関心や透過性を高めるため、Android Studio のツールを改善したいと考えています。
現在、プラグインやタスクがビルド時間に与える影響を Android Studio でわかりやすく直接的に確認できるようにする方法について検討しています。
すぐにできること
コンフィグレーション時間はバリアントやモジュールの数などによって異なりますが、基準として、「実際」のデータに基づく
Android Gradle Plugin
のコンフィグレーション時間を紹介します。
コンフィグレーション時間がもっと長い場合は、カスタムのビルドロジック(またはサードパーティ製 Gradle プラグイン)がコンフィグレーション時間に影響している可能性があります。
利用できるツール
Gradle は、ビルドの際に何が行われているかを分析する際に役立ついくつかの
無料
ツール
を提供しています。
おすすめは
Gradle スキャン
です。これを使うと、ビルドについてのほとんどの情報を得ることができます。ビルド情報の一部を Gradle サーバーにアップロードするのは問題だという場合は、スキャンよりも得られる情報は少ないものの、すべてをローカルで実行できる
Gradle プロファイラ
を使うことができます。
注: ビルドスキャンは、遅いコンフィグレーションの調査にはあまり役立ちません。その場合は、従来の JVM プロファイラを使うとよいかもしれません。
ビルドのコンフィグレーションとタスクを最適化する
ビルドの速度について調べる際に、注意すべきベスト プラクティスを紹介します。
最新のベスト プラクティス
もご覧ください。
コンフィグレーション
コンフィグレーションは、(遅延 API で)タスクをセットアップする場合にのみ使用し、I/O などのその他の作業は一切行わないようにします(コンフィグレーションは、git へのクエリ、ファイルの読み込み、接続されている端末の検索、計算処理などを行うべき場所ではありません)。
タスクはすべてコンフィグレーションでセットアップします。コンフィグレーションは、実際に何がビルドされるかは意識しません。
タスクを最適化する
各タスクが入力と出力(ファイル以外も含む)を宣言し、さらにインクリメンタルでキャッシュ可能であるようにします。
複雑なステップは複数のタスクに分割し、インクリメンタル性とキャッシュ性を向上させます。
(タスクの中には、他のタスクの実行中に更新できるものや、並行して実行できるものもあります)
タスクが他のタスクの出力を上書きしたり、削除したりしないようにします。
タスクは、groovy で直接 build.gradle に書くのではなく、Java か Kotlin でプラグインまたは buildSrc に記述します。
私たちは、デベロッパーの皆さんの生産性を考慮し、ビルドを高速化するための取り組みを続けています。ここで紹介したヒントやガイドがビルド時間の短縮に役立ち、皆さんがすばらしいアプリの開発に集中できるようになることを願っています。
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Takeshi Hagikura - Developer Relations Team
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