原文出自 jakewharton 关于 D8 和 R8 系列文章第七篇。
在前两篇文章中，我们介绍了 R8 针对变量的数据流程处理做的一些优化，比如变量是否恒为空或非空，然后进行相关的代码优化，删除无用的判断分支。
R8 的另一种优化是跟踪变量可能为空的使用范围。如果有判断条件恒成立，则那些不用的 dead-code 和多余的判断分支会被清除优化。
在上篇文章结尾的示例代码中，args 变量被 first 调用，然后在打印前进行空检查。
final class Nulls { public static void main(String[] args) { System.out.println(first(args)); if (args == null) { System.out.println("null!"); } }
public static String first(String[] values) { if (values == null) throw new NullPointerException("values == null"); return values[0]; }}
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上面的示例中 args 参数的取值可能为空或非空。
System.out.println(first(args/* [null, non-null] */));if (args/* [null, non-null] */ == null) { System.out.println("null!");}
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在这种情况下，R8 是无法针对这种条件做任何优化的，因为 args 参数可能为空或非空。但是，如果在 first 函数中已经检查输入的 args 参数，如果参数为空就抛出异常，那么这种情况下，first 函数后面调用 args 的方法就可以被优化。
System.out.println(first(args/* [null, non-null] */));if (args/* [non-null] */ == null) { System.out.println("null!");}
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如上所示，args 在检查后一直都是非空的，所以这里的判断条件一直是 false，所以这段 dead-code 就可以被优化掉。
System.out.println(first(args/* [null, non-null] */));if (false) { System.out.println("null!");}
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通过 first 函数中的检查后，后面使用到 args 参数的地方不会为空。注意检查 integer 数据是否是正数或负数的判断不会被 R8 进行相关的优化。那么，有没有一种方法可以手动帮助 R8 判断其他类型的范围？
1. Value Assumption（值假设）
R8 使用与 Proguard 相同的配置语法，以简化迁移。不过迁移之后，你可以使用一些 R8 特有的标志。下面我们就简要介绍一个标志：-assumevalues（值假设）。
使用 -assumevalues 标志可以指定 R8 在处理特定字段或方法时，将字段的取值或方法的返回值假定在一个具体值或某个范围中，这样 R8 就可以针对假设值进行判断，模拟一些恒成立的条件。
class Count { public static void main(String... args) { count = 3; sayHi(); }
private static int count = 1;
private static void sayHi() { if (count < 0) { throw new IllegalStateException(); } for (int i = 0; i < count; i++) { System.out.println("Hi!"); } }}
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上面的例子中，有一个静态字段 count 来控制 Hi! 的打印次数。我们使用 R8 进行 Compiling（编译）、 dexing（dex 打包），然后查看字节码，发现 count < 0 的判断还是存在。
$ javac *.java
$ cat rules.txt-keepclasseswithmembers class * { public static void main(java.lang.String[]);}-dontobfuscate
$ java -jar r8.jar \ --lib $ANDROID_HOME/platforms/android-28/android.jar \ --release \ --output . \ --pg-conf rules.txt \ *.class
$ $ANDROID_HOME/build-tools/28.0.3/dexdump -d classes.dex[000148] Count.main:([Ljava/lang/String;)V0000: const/4 v2, #int 30001: sput v2, LCount;.count:I0003: sget v2, LCount;.count:I0005: if-ltz v2, 00170007: const/4 v2, #int 00008: sget v0, LCount;.count:I000a: if-ge v2, v0, 0016000c: sget-object v0, Ljava/lang/System;.out:Ljava/io/PrintStream;000e: const-string v1, "Hi!"0010: invoke-virtual {v0, v1}, Ljava/io/PrintStream;.println:(Ljava/lang/String;)V0013: add-int/lit8 v2, v2, #int 10015: goto 00080016: return-void0017: new-instance v2, Ljava/lang/IllegalStateException;0019: invoke-direct {v2}, Ljava/lang/IllegalStateException;.<init>:()V001c: throw v2
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通过上面的字节码可以看到，R8 优化后将 sayHi 内联在 main 函数中。在 0000-0001 处给 count 赋值为 3，然后在 0003-0005 处读取 count 的值判断是否小于 0，如果小于 0 则执行 0017 处抛出异常。反之在 0007-0015 处进行循环，其中在 0016 处进行返回。
为了让 R8 去掉 < 0 的判断，需要分析整个程序如何与 count 交互。虽然在这个小例子中我们可以这样做，但在一个真正的程序中，这个任务是非常复杂的。
因为这是我们控制下的应用程序代码，所以我们对 R8 无法推断的计数域有更多的了解。将 -assumevalues 标志添加到 rules.txt 中，给 R8 指定值 count 的期望范围。
-keepclasseswithmembers class * { public static void main(java.lang.String[]); } -dontobfuscate+-assumevalues class Count {+ static int count return 0..2147483647;+}
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如同判断是否为空的逻辑一样，R8 同样可以判断 count 的范围。
if (count/* [0..2147483647] */ < 0) { throw new IllegalStateException();}for (int i = 0; i < count/* [0..2147483647] */; i++) { System.out.println("Hi!");}
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因为我们指定了 count 的范围，所以它一直都是正数，这样 < 0 的判断就是多余的了，所以会成为 dead-code 进而被优化。
if (false) { throw new IllegalStateException();}
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我们指定 R8 使用新的混淆文件来编译。
[000128] Count.main:([Ljava/lang/String;)V0000: const/4 v2, #int 30001: sput v2, LCount;.count:I0003: sget v2, LCount;.count:I0005: const/4 v2, #int 00006: sget v0, LCount;.count:I0008: if-ge v2, v0, 0014000a: sget-object v0, Ljava/lang/System;.out:Ljava/io/PrintStream;000c: const-string v1, "Hi!"000e: invoke-virtual {v0, v1}, Ljava/io/PrintStream;.println:(Ljava/lang/String;)V0011: add-int/lit8 v2, v2, #int 10013: goto 00060014: return-void
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上面的字节码中，0000-0001 是赋值, 0005-0013 是循环, 0014 是 return，可以看到已经没有条件判断了。
2. Side-Effects（副作用）
在上面示例的字节码中，尽管从未实际使用过索引 0003 的值（它下一步被覆盖为 0），但它仍然被读取加载。在前面的几篇文章中，我们知道 R8 会删除无用的代码，比如上面例子中的使用静态成员，但是为什么这里没有被优化呢？
当 R8 基于 -assumevalues 进行优化代码时，它会显式地保持方法或字段对值的读取，因为该字段在方法的调用中可能会有一些其它的影响，如果移除，可能会导致改变函数的功能。一个字段的读取也可能导致一个静态类被加载。如果我们将 -assumevalues 标签修改为 -assumenosideeffects 标签进行编译 0003 处的代码就会被优化掉。
3. Build.VERSION.SDK_INT
作为一名 Android 开发者，我们通常会根据 Build.VERSION.SDK_INT 获取运行设备的版本号，然后改变应用程序或类库的一些功能实现。
if (Build.VERSION.SDK_INT >= 21) { System.out.println("21+ :-D");} else if (Build.VERSION.SDK_INT >= 16) { System.out.println("16+ :-)")} else { System.out.println("Pre-16 :-(");}
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同样我们使用 -assumevalues 设定预置值，这样 R8 就可以删除无用的检查了。
-assumevalues class android.os.Build$VERSION { int SDK_INT return 21..2147483647;}
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通过设定范围，上面的一些判断条件就是多余的了。
if (Build.VERSION.SDK_INT/* [21..2147483647] */ >= 21) { System.out.println("21+ :-D");} else if (Build.VERSION.SDK_INT/* [21..2147483647] */ >= 16) { System.out.println("16+ :-)")} else { System.out.println("Pre-16 :-(");}
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根据我们指定的范围，上面的检查中有两个是恒成立的。
if (true) { System.out.println("21+ :-D");} else if (true) { System.out.println("16+ :-)")} else { System.out.println("Pre-16 :-(");}
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以为第一个判断分支是恒成立的，所以后面的判断分支都是多余的，只剩下第一个判断：
System.out.println("21+ :-D");
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在我们开发的每天编码的过程中，不存在 API 版本低于 minimum SDK 版本的情况。Android 的 Lint 工具将通过 obsoletesdkint 进行检查（您应该将其设置为 error！）.
这些条件在库中更为普遍，因为它们往往比使用应用程序支持更大的 API 范围，这样可以保证库在所有的 API 版本中使用。
3. AndroidX Core
不管你是否知道，SDK_INT 的判读几乎存在你的 App 所有的地方。因为 AndroidX （以前叫 compat 库）几乎存在于任何一个 App 中，而它通过 SDK_INT 进行版本检查。AndroidX 支持的最低版本是 API 14，应该兼容很多 App 了。
// ViewCompat.javapublic static boolean hasOnClickListeners(@NonNull View view) { if (Build.VERSION.SDK_INT >= 15) { return view.hasOnClickListeners(); } return false;}
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不管 API 你是否使用，它们都有条件判断，通常进行兼容的代码需要更过条件判断。
// ViewCompat.javapublic static int getMinimumWidth(@NonNull View view) { if (Build.VERSION.SDK_INT >= 16) { return view.getMinimumWidth(); }
if (!sMinWidthFieldFetched) { try { sMinWidthField = View.class.getDeclaredField("mMinWidth"); sMinWidthField.setAccessible(true); } catch (NoSuchFieldException e) { } sMinWidthFieldFetched = true; } if (sMinWidthField != null) { try { return (int) sMinWidthField.get(view); } catch (Exception e) { } } return 0;}
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尽管很少（如果有的话）应用程序实际上需要 API 16 之前的实现，但在第一个 if 之后的遗留实现仍然位于 Apk 中。甚至一些兼容性实现还需要整个类来支持。
// DrawableCompat.javapublic static Drawable wrap(@NonNull Drawable drawable) { if (Build.VERSION.SDK_INT >= 23) { return drawable; } else if (Build.VERSION.SDK_INT >= 21) { if (!(drawable instanceof TintAwareDrawable)) { return new WrappedDrawableApi21(drawable); } return drawable; } else { if (!(drawable instanceof TintAwareDrawable)) { return new WrappedDrawableApi14(drawable); } return drawable; }}
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从上面的例子可以看到，如果 minimum SDK 小于 23，则使用 WrappedDrawableApi21，如果 minimum SDK 小于 21，则使用 WrappedDrawableApi14。
在 AndroidX 核心库中每个 API 都有超过 850 个的 SDK_NIT 检查，AndroidX 库中会更多。我们通常会在 App 中使用一些静态助手进行检查，但是使用这些 API 的通常是其他库，比如 RecyclerView、Fragment、CoordinatorLayout 以及所有版本的 AppCompat。
使用 -assumevalues 让 R8 可以删除优化掉那些不用的方法，可以带来更少的类、更少的方法、更少的字段以及更少的代码。
4. Zero-Overhead Abstraction（0 开销抽象）
这几篇文章都是围绕着 R8 对代码优化的影响，当然本文也是围绕 R8 来写。我们介绍了 AndroidX 借助 SDK_INT 进行检查。如果我们设置 minimum SDK 足够高，R8 将会消除 compat 中的条件。
import android.os.Build;import android.view.View;
class ZeroOverhead { public static void main(String... args) { View view = new View(null); setElevation(view, 8f); } public static void setElevation(View view, float elevation) { if (Build.VERSION.SDK_INT >= 21) { view.setElevation(elevation); } }}
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如果上面的代码是在 minimum SDK 21 以及使用 -assumevalues 设定 SDK_INT 的范围，我们可以看到优化后的 setElevation 方法只剩下方法体。
$ javac *.java
$ cat rules.txt-keepclasseswithmembers class * { public static void main(java.lang.String[]);}-dontobfuscate-assumevalues class android.os.Build$VERSION { int SDK_INT return 21..2147483647;}
$ java -jar r8.jar \ --lib $ANDROID_HOME/platforms/android-28/android.jar \ --release \ --output . \ --pg-conf rules.txt \ *.class
$ $ANDROID_HOME/build-tools/28.0.3/dexdump -d classes.dex[00013c] ZeroOverhead.main:([Ljava/lang/String;)V0000: new-instance v1, Landroid/view/View;0002: const/4 v0, #int 00003: invoke-direct {v1, v0}, Landroid/view/View;.<init>:(Landroid/content/Context;)V0006: sget v0, Landroid/os/Build$VERSION;.SDK_INT:I0008: const/high16 v0, #int 1090519040000a: invoke-virtual {v1, v0}, Landroid/view/View;.setElevation:(F)V000d: return-void
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经过 R8 处理后，静态方法 setElevation 已经在字节码中消失了，在 main 方法中，直接在 000a 处调用了 View.setElevation 方法。
当通过设置 -assumevalues 删除了无用的判断条件后，静态方法 setElevation 就变得很简单达到内联方法的阈值。当额外的方法调用和条件不再起作用时，就可以完全消除这些额外的方法调用和条件所带来的消耗。
5. No Configuration Necessary
如果你读了 the post on VM-specific workarounds 一文，你还记得 D8 和 R8 有一个 --min-api 标记，当 Android Gradle Plugin（AGP） 调用 D8 或 R8 时设置这个标记来指定 minimum SDK 版本。在 R8 1.4.22 版本（对应 AGP 3.4 beta 1 版本）中提供的 Build.VERSION.SDK_INT 规则包含了 --min-api 标记。
-assumevalues public class android.os.Build$VERSION { public static int SDK_INT return <minApi>..2147483647;}
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该工具不必了解这个 R8 特性，也不必用 minimum SDK 版本手动启用它，而是默认启用它，这样每个人都可以获得更小的 Apk 和更好的运行时性能。
6. 总结
为 SDK_INT 定义一个范围是迄今为止最引人注目的值假设演示，现在默认情况下启用该范围对 Apk 有积极的影响。将 view.iseditmode() 标记为 false 可能是另一个有用的默认值，但 issuetracker.google.com/issues/111763015 中提示可能会出现异常。其他示例可能因应用程序而异或取决于使用的库表现有所差别。
本系列的下一篇文章将介绍一些 R8 应用于常量值的优化。
![[译] R8 优化：值假设](https://static001.infoq.cn/static/infoq/img/logo-121-75.yuij86g.png){kind=logo}
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