【C++】【C++面试】Android SO 体积优化技术点梳理

一、基础优化（AGP 默认支持）

AGP Strip 优化

原理：通过 NDK 的strip --strip-unneeded命令，删除 SO 中的调试信息（.debug_* section） 和符号表（.symtab） ，仅保留运行必需的动态符号表（.dynsym）；
作用：大幅缩减 SO 体积（示例：带调试信息的 136KB SO 优化后仅 14KB）；
风险点 ：若 AGP 找不到对应 ABI 的strip工具（如 armeabi），会直接打包带调试信息的 SO，需关注编译日志（提示：Unable to strip library 'XXX.so' due to missing strip tool for ABI 'ARMEABI'）；
配置：AGP 默认自动执行（任务stripReleaseDebugSymbols），无需额外配置。

二、核心优化技术

2.1 精简动态符号表（减少 "符号表项 + 字符串池" 体积）

2.1.1 Visibility 全局控制

原理：通过编译器参数-fvisibility=VALUE控制全局符号可见性，减少非必要导出；
- default（默认）：所有符号默认导出；
- hidden：所有符号默认隐藏，仅显式指定的符号导出。

配置方式：

CMake 项目：

cmake

复制代码

set(CMAKE_C_FLAGS "${CMAKE_C_FLAGS} -fvisibility=hidden")
set(CMAKE_CXX_FLAGS "${CMAKE_CXX_FLAGS} -fvisibility=hidden")

ndk-build 项目：

makefile
复制代码
```
LOCAL_CFLAGS += -fvisibility=hidden
```

补充：单个符号可通过__attribute__((visibility("hidden")))单独配置（优先级高于全局），示例：

c

运行
复制代码
```
__attribute__((visibility("hidden"))) int hiddenInt = 3; // 不导出该变量
```

2.1.2 Static 关键字控制

原理：static声明的函数 / 变量仅在当前文件可见，不进入动态符号表（仅删除符号表项，不删实现体）；
局限性：无法控制跨文件可见的符号，仅适用于单文件内部符号，不推荐作为主要方案。

2.1.3 Exclude Libs（控制静态库符号）

原理：通过链接器参数，排除依赖静态库（.a）中的符号导出（visibility/static 无法实现）；

配置方式：

CMake 项目：

cmake

复制代码

# 排除所有静态库符号导出
set(CMAKE_SHARED_LINKER_FLAGS "${CMAKE_SHARED_LINKER_FLAGS} -Wl,--exclude-libs,ALL")
# 仅排除libabc.a的符号导出
set(CMAKE_SHARED_LINKER_FLAGS "${CMAKE_SHARED_LINKER_FLAGS} -Wl,--exclude-libs,libabc.a")

ndk-build 项目：

makefile
复制代码
```
LOCAL_LDFLAGS += -Wl,--exclude-libs,ALL
```

2.1.4 Version Script（推荐，精确控制）

原理：通过链接器参数指定导出符号，支持静态库符号、通配符、删除默认符号（如__bss_start），是最灵活的方案；
核心优势：
1. 统一管理导出符号，便于维护；
2. 支持通配符（如Java_*匹配所有 JNI 静态注册符号）；
3. 可删除链接器默认添加的冗余符号。

配置步骤：

编写version_script.txt（示例）：

txt

复制代码

{
    global:  # 需导出的符号
        JNI_OnLoad;    # 动态注册JNI必需
        JNI_OnUnload;  # 资源清理必需
        Java_*;        # 静态注册JNI符号（可选）
    local: *; # 其余符号均隐藏
};

关联构建工具：

CMake 项目（文件与 CMakeLists.txt 同目录）：

cmake

复制代码

set(CMAKE_SHARED_LINKER_FLAGS "${CMAKE_SHARED_LINKER_FLAGS} -Wl,--version-script=${CMAKE_CURRENT_SOURCE_DIR}/version_script.txt")

ndk-build 项目（文件与 Android.mk 同目录）：

makefile
复制代码
```
LOCAL_LDFLAGS += -Wl,--version-script=${LOCAL_PATH}/version_script.txt
```

注意事项：
- 若符号通过dlsym动态调用，需显式添加到global；
- C++ 符号需处理 "符号修饰"：可通过nm -D --defined-only abc.so | grep 函数名查看真实符号，或用extern "C++"语法（示例）：
  
  txt
  复制代码
```
{
    global:
        extern "C++" {
            MyClass::start*;  # 通配符匹配重载
            "MyClass::stop()";# 精确匹配（括号空格需一致）
        };
    local: *;
};
```

2.2 移除无用代码（DeadCode，减少.text/.data 体积）

2.2.1 LTO（Link Time Optimization，链接期优化）

原理：链接时基于全局信息检测 DeadCode（如永远为假的 if 分支、未调用的函数）并删除；编译期仅能获取局部信息，无法实现该优化；
目标文件格式：存储中间表示（IR）------GCC 用 GIMPLE，Clang 用 LLVM IR；

配置方式：

CMake 项目：

cmake

复制代码

# 编译阶段开启LTO
set(CMAKE_C_FLAGS "${CMAKE_C_FLAGS} -flto")
set(CMAKE_CXX_FLAGS "${CMAKE_CXX_FLAGS} -flto")
# 链接阶段开启LTO（Clang必须，GCC可选）+ O3优化
set(CMAKE_SHARED_LINKER_FLAGS "${CMAKE_SHARED_LINKER_FLAGS} -O3 -flto")

ndk-build 项目：

makefile

复制代码

LOCAL_CFLAGS += -flto
LOCAL_LDFLAGS += -O3 -flto

注意事项：
1. Clang 需同时在编译 / 链接阶段开启 LTO（NDK22 + 修复格式报错问题）；
2. 依赖的静态库需用 LTO 重新编译，才能删除其内部 DeadCode；
3. 链接耗时会显著增加（需额外分析 IR）。

2.2.2 删除无用 Sections

原理：链接器仅保留动态符号直接 / 间接引用的 Section，删除无用 Section；需配合编译器参数减小 Section 粒度，避免 "有用 + 无用代码在同一 Section"；
关键前提 ：编译器参数-fdata-sections（变量单独放 Section）、-ffunction-sections（函数单独放 Section）------AGP 默认已添加；

配置方式：

CMake 项目：

cmake

复制代码

# 显式声明Section粒度（AGP默认已加，可选）
set(CMAKE_C_FLAGS "${CMAKE_C_FLAGS} -fdata-sections -ffunction-sections")
set(CMAKE_CXX_FLAGS "${CMAKE_CXX_FLAGS} -fdata-sections -ffunction-sections")
# 链接器开启GC Sections
set(CMAKE_SHARED_LINKER_FLAGS "${CMAKE_SHARED_LINKER_FLAGS} -Wl,--gc-sections")

ndk-build 项目：

makefile

复制代码

LOCAL_CFLAGS += -fdata-sections -ffunction-sections
LOCAL_LDFLAGS += -Wl,--gc-sections

2.3 优化指令长度（减少.text 体积）

原理：通过编译器优化级别，用更少的机器指令实现相同功能（优先减体积，性能可能略有损失）；
核心参数：
- Oz：仅 Clang 支持，在Os基础上进一步优化体积；
- Os：GCC/Clang 均支持，优化体积（接近O2性能）；

配置方式 （Clang 用Oz，GCC 用Os）：

CMake 项目：

cmake

复制代码

set(CMAKE_C_FLAGS "${CMAKE_C_FLAGS} -Oz")
set(CMAKE_CXX_FLAGS "${CMAKE_CXX_FLAGS} -Oz")

ndk-build 项目：

makefile
复制代码
```
LOCAL_CFLAGS += -Oz  # GCC改为-Os
```

建议：若项目原用O3（性能优先），需测试Oz/Os的性能损失；若无明确优化级别，直接使用Oz（Clang）。

三、辅助优化措施

3.1 禁用 C++ 异常机制

原理：若项目未使用try...catch，禁用异常可删除相关冗余代码；
配置方式：
- CMake 项目：
  
  cmake
  复制代码
```
set(CMAKE_CXX_FLAGS "${CMAKE_CXX_FLAGS} -fno-exceptions")
```
- ndk-build 项目：默认禁用，无需配置（若已开启，需确认无依赖后禁用）。

3.2 禁用 C++ RTTI 机制

原理：若项目未使用typeid/dynamic_cast，禁用 RTTI 可删除相关元数据；
配置方式：
- CMake 项目：
  
  cmake
  复制代码
```
set(CMAKE_CXX_FLAGS "${CMAKE_CXX_FLAGS} -fno-rtti")
```
- ndk-build 项目：默认禁用，无需配置。

3.3 合并 SO

适用场景 ：多个 SO 存在 "单向依赖"（如liba.so/libb.so仅被libx.so依赖）；
收益：
1. 删除被依赖 SO 的导出符号表和依赖 SO 的导入符号表；
2. 减少 PLT/GOT 表项（动态链接结构）；
3. 提升 LTO 优化效果（链接器获取完整上下文）。

3.4 提取多 SO 共同依赖库

适用场景 ：多个 SO 静态依赖同一库（如libc++.a）；
收益：将共同依赖库提取为独立 SO（如libc++_shared.so），改为动态依赖，避免代码重复；
示例：多个 SO 静态依赖libc++.a → 统一动态依赖libc++_shared.so。

四、工程实践关键技术

4.1 多构建工具支持

方案：在构建平台统一集成优化能力（支持 CMake/ndk-build/Make/GN 等），业务仅需简单配置（如勾选开关、指定导出符号），避免手动配置错误；
目标：降低配置成本，确保优化方案一致性。

4.2 优化效果验证

工具：通过nm命令查看导出符号是否符合预期；

命令：

bash

复制代码

# 查看SO的导出符号（--defined-only：仅显示当前SO定义的符号）
nm -D --defined-only abc.so

示例输出 （符合预期：仅保留JNI_OnLoad和 JNI 符号）：

plaintext
复制代码
```
00000658 T JNI_OnLoad
00000668 T Java_com_package_DemoActivity_stringFromJNI
```

4.3 崩溃堆栈解析

原理：优化仅删除动态符号表，未修改调试信息（.debug_*）和符号表（.symtab）；
方案：编译时保留带调试信息的 SO，上传至 Crash 平台，崩溃时可还原源码文件名、行号、函数名。