Android 16KB页面对齐介绍

Google发布,自2025年11月1日起,提交至Google Play且针对Android 15+设备的所有新应用和现有应用的更新都必须支持16KB的页面大小,本次改动目的是优化系统内存性能和提升现代设备的运行效率。

优势

1.性能优化

  • 内存管理效率提升,单页容量从4KB提升到16KB,显著减少缺页中断频率,减轻CPU负载,根据Google测试数据,应用启动速度提升3%-30%,系统启动加速约8%,相机启动速度提升4.5%-6.6%。
  • 减少内部碎片,更大的页面对齐减少了内存碎片,提升了内存利用率,尤其对大量小数据处理场景优势明显。

2.硬件协同优化

  • 现代设备普遍采用ARM64架构,其内存子系统天然支持更大的页面对齐,16KB页对齐已成为现代处理器架构的趋势。
  • 随着不断制造出的具有更大物理内存(RAM)的设备,传统4KB页面导致页表过于庞大,占用过多内存带宽。16KB页面通过减少页表规模,更匹配高内存设备的物理特性。

检查程序是否16KB页面对齐

使用APK分析器识别

APK分析器是一款可用于对所构建的APK进行各方面评估的工具,如需检查您的应用是否16KB对齐,可进行如下操作:

  1. 打开 Android Studio ,然后依次点击File > Open 并选择任意项目

  2. 在菜单栏中,依次点击Build > Analyze APK...

  1. 选择要分析的 APK。

  2. 查看lib文件夹,对齐列会针对存在对齐问题的文件显示警告消息,进行了对齐的文件则会显示"16KB"。

编译时配置16KB页面对齐

更新共享库的打包方式

AGP 版本8.5.1或更高版本

对于随附未压缩共享库的应用,16KB设备要求这些共享库在16KB ZIP对齐边界上对齐,满足该要求需要升级到Android Gradle插件 (AGP)版本8.5.1或更高版本。

AGP 版本8.5或更低版本

Groovy开发,在build.gradle文件进行更改:

android 复制代码
  ...
  packagingOptions {
      jniLibs {
        useLegacyPackaging true
      }
  }
}

Kotlin开发,在build.gradle.kts文件进行更改:

jsandroid 复制代码
  ...
  packagingOptions {
      jniLibs {
        useLegacyPackaging = true
      }
  }
}

使用16KB ELF对齐方式编译应用

Android NDK r28及更高版本

NDK版本r28及更高版本默认编译为16KB对齐。

Android NDK r27

ndk-buildGroovyKotlin其他构建系统

ndk-build编译,在Application.mk中:

APP_SUPPORT_FLEXIBLE_PAGE_SIZES := true Groovy编译,在build.gradle文件中,设置实参-DANDROID_SUPPORT_FLEXIBLE_PAGE_SIZES=ON`:

android 复制代码
  ...
  defaultConfig {
    ...
    // This block is different from the one you use to link Gradle
    // to your CMake or ndk-build script.
    externalNativeBuild {
      // For ndk-build, instead use the ndkBuild block.
      cmake {
        // Passes optional arguments to CMake.
        arguments "-DANDROID_SUPPORT_FLEXIBLE_PAGE_SIZES=ON"
      }
    }
  }
}

Kotlin编译,在build.gradle.kts文件中,设置实参-DANDROID_SUPPORT_FLEXIBLE_PAGE_SIZES=ON:

android 复制代码
  ...
  defaultConfig {
    ...
    // This block is different from the one you use to link Gradle
    // to your CMake or ndk-build script.
    externalNativeBuild {
      // For ndk-build, instead use the ndkBuild block.
      cmake {
        // Passes optional arguments to CMake.
        arguments += listOf("-DANDROID_SUPPORT_FLEXIBLE_PAGE_SIZES=ON")
      }
    }
  }
}

其他构建系统,需指定以下编译器链接:

-Wl,-z,max-page-size=16384

Android NDK r26及更低版本

ndk-build编译,更新Android.mk以启用16KB ELF对齐:

LOCAL_LDFLAGS += "-Wl,-z,max-page-size=16384"

CMake,更新CMakeLists.txt以启用 16 KB ELF 对齐:

target_link_options(${CMAKE_PROJECT_NAME} PRIVATE "-Wl,-z,max-page-size=16384")

Android NDK r22 及更低版本

ndk-build编译,更新Android.mk以构建16KB兼容的ELF:

LOCAL_LDFLAGS += "-Wl,-z,max-page-size=16384" LOCAL_LDFLAGS += "-Wl,-z,common-page-size=16384"

CMake编译,更新CMakeLists.txt以构建16KB兼容的ELF:

target_link_options(${CMAKE_PROJECT_NAME} PRIVATE "-Wl,-z,max-page-size=16384") target_link_options(${CMAKE_PROJECT_NAME} PRIVATE "-Wl,-z,common-page-size=16384")

编译后程序运行

真机运行

可以在以下设备上,开发者选项中开启兼容16KB模式后测试兼容16KB设备的Android应用:

  • Pixel8和8Pro(Android15 QPR1或更高版本)
  • Pixel8a(Android15 QPR1或更高版本)
  • Pixel9、9Pro和9Pro XL(Android15 QPR2 Beta2或更高版本)

模拟器运行

1.可以使用Android Studio Ladybug | 2024.2.1或更高版本的Android Studio来创建模拟器。

2.在 Android Studio 中,依次点击 Tools > SDK Manager。

3.在SDK Platforms 标签页中,勾选Show Package Details ,然后展开Android VanillaIceCream或更高版本部分,并根据要创建的虚拟设备选择以下一个或两个模拟器系统映像:

  • Google APIs Experimental 16KB Page Size ARM 64 v8a系统映像
  • Google APIs实验性16KB 页面大小Intel x86_64 Atom系统映像

1.点击应用 > 确定,下载所选的系统映像。

2.按照步骤为Android 15设置虚拟设备,并在系统提示选择系统映像时,选择下载好的16KB系统映像。

启动模拟器

完成 Android 模拟器和虚拟设备的设置后,从目标设备菜单或从命令行动模拟器,之后再在开发者模式中启动16KB模式即可。

运行结果

程序进行16KB页面对齐时,在开启16KB模式的环境上正常运行;

程序没有进行16KB页面对齐时,在开启16KB模式的环境上运行时会提示16KB校验失败,此时程序就可能会无法运行,校验失败的截图如下:

程序的安全防护

Android加固已成为开发商普遍关注的环节。自16KB页面对齐要求提出以来,加固方案也需要更多考量。实际上,加固厂商已考虑到这一要求,如Virbox Protector工具现已支持16KB页面对齐场景,配合其代码虚拟化、dex加密、文件校验等多项功能,全面保障Android程序的安全。

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