用DevEco Studio增量補(bǔ)丁修復(fù)功能，讓鴻蒙應(yīng)用的調(diào)試效率大增

在鴻蒙應(yīng)用開(kāi)發(fā)的快節(jié)奏賽道上，每一秒的開(kāi)發(fā)效率提升都至關(guān)重要。如何更快地看到代碼更改后的效果？如何盡可能縮短開(kāi)發(fā)、調(diào)試和驗(yàn)證的周期？如何做到在某大廠180萬(wàn)行+項(xiàng)目中將代碼修改即時(shí)生效？這些問(wèn)題在DevEco Studio中得到了很好的解答，而增量補(bǔ)丁修復(fù)便是其中的核心特性之一。今天，我們要深入探討鴻蒙應(yīng)用增量補(bǔ)丁修復(fù)及其兩個(gè)能夠大幅加速開(kāi)發(fā)進(jìn)度的強(qiáng)大功能——Hot Reload和Apply Changes。它們就如同給你的開(kāi)發(fā)旅程中加入了超級(jí)引擎，讓你的代碼更新效率大增。

增量補(bǔ)丁修復(fù)是代碼修改快速生效的特性統(tǒng)稱(chēng)，包含增量補(bǔ)丁構(gòu)建及補(bǔ)丁修復(fù)兩個(gè)過(guò)程。顧名思義，增量補(bǔ)丁構(gòu)建是在開(kāi)發(fā)者修改代碼后，僅對(duì)代碼的修改部分進(jìn)行增量產(chǎn)物構(gòu)建并打成補(bǔ)丁包，而不是漫長(zhǎng)的全量編譯，這一過(guò)程能夠節(jié)省開(kāi)發(fā)者大量的時(shí)間。而補(bǔ)丁修復(fù)則是替換并更新運(yùn)行時(shí)中對(duì)應(yīng)方法或文件并重載到應(yīng)用中，最后重新構(gòu)建界面渲染樹(shù)，根據(jù)生效場(chǎng)景不同，又可分為熱修復(fù)和冷修復(fù)，熱修復(fù)就是在補(bǔ)丁包完成修復(fù)后無(wú)需重啟應(yīng)用(ability)即可使修改生效，并可保持應(yīng)用當(dāng)前的運(yùn)行狀態(tài)，如變量、頁(yè)面位置等，而冷修復(fù)則是需要重啟應(yīng)用(ability)才可使修改生效。是否需要重啟主要取決于修改的方法或?qū)傩允欠衲軌虮恢匦滤⑿?，即有些方法或?qū)傩缘纳芷谥粫?huì)在啟動(dòng)應(yīng)用時(shí)初始化，并在應(yīng)用的整個(gè)生命周期中保持，如全局變量。

圖1 增量補(bǔ)丁修復(fù)原理圖

當(dāng)前鴻蒙應(yīng)用開(kāi)發(fā)支持多種修改場(chǎng)景，包含ArkTS、TS、C++、SO、資源文件的修改，相應(yīng)的增量補(bǔ)丁修復(fù)也分別針對(duì)不同的修改場(chǎng)景，產(chǎn)生了兩種不同的增量補(bǔ)丁修復(fù)方式，分別為強(qiáng)力支持ArkTS開(kāi)發(fā)的Hot Reload和支持能力更為廣泛的Apply Changes。那么這兩種補(bǔ)丁修復(fù)有哪些使用場(chǎng)景，又分別是何種原理？且聽(tīng)下文分解。

Hot Reload：ArkTS開(kāi)發(fā)加速神器

ArkTS是HarmonyOS應(yīng)用開(kāi)發(fā)的官方高級(jí)語(yǔ)言，在鴻蒙應(yīng)用的界面和交互開(kāi)發(fā)上具有天生優(yōu)勢(shì)。而鴻蒙應(yīng)用開(kāi)發(fā)工具DevEco Studio中的Hot Reload特性則是針對(duì)ArkTS深度定制的開(kāi)發(fā)效率提升能力，快速的增量補(bǔ)丁構(gòu)建加無(wú)需重啟即可使修改生效，使得Hot Reload定位為ArkTS開(kāi)發(fā)加速神器。

使用Hot Reload十分的便捷，在IDE右上角選擇熱重載運(yùn)行配置及入口模塊后，運(yùn)行項(xiàng)目并進(jìn)行代碼修改，點(diǎn)擊Hot Reload按鈕即可使修改生效。

圖2 Hot Reload使用位置

除此之外，Hot Reload還能夠與保存動(dòng)作進(jìn)行關(guān)聯(lián)，修改后保存代碼即可自動(dòng)執(zhí)行Hot Reload，能夠非常大程度提升開(kāi)發(fā)的流暢度。

圖3 保存執(zhí)行Hot Reload開(kāi)關(guān)位置

Hot Reload有三大顯著優(yōu)勢(shì)：及時(shí)反饋、保持應(yīng)用狀態(tài)、開(kāi)發(fā)更流暢，下面將分別介紹這些優(yōu)勢(shì)。

及時(shí)反饋：在應(yīng)用開(kāi)發(fā)中，UI的頻繁調(diào)整是家常便飯。無(wú)論是修改按鈕的顏色、調(diào)整字體大小，還是重新布局組件，傳統(tǒng)的開(kāi)發(fā)方式通常需要重新運(yùn)行工程才能看到效果。在萬(wàn)行級(jí)ArkTS代碼項(xiàng)目中，Hot Reload修改生效速度能夠比全量構(gòu)建生效速度快70%以上，而在十萬(wàn)行級(jí)以上ArkTS代碼項(xiàng)目中，Hot Reload修改生效速度能夠比全量構(gòu)建生效速度快50%以上。Hot Reload讓這一切變得無(wú)比高效，無(wú)需頻繁進(jìn)行耗時(shí)長(zhǎng)的重新運(yùn)行工程，即刻就能看到邏輯、樣式的更改效果，開(kāi)發(fā)過(guò)程中的試錯(cuò)成本大幅降低。

圖4 使用Hot Reload快速調(diào)整樣式

保持應(yīng)用狀態(tài)：與完全重啟應(yīng)用不同，Hot Reload的技術(shù)理念是熱修復(fù)，無(wú)需重啟應(yīng)用即可使代碼修改生效，這就使得Hot Reload在大多數(shù)情況下會(huì)保留應(yīng)用的運(yùn)行狀態(tài)，這對(duì)于演示和分享應(yīng)用進(jìn)展、調(diào)試需要復(fù)雜導(dǎo)航（如登錄后操作）等場(chǎng)景尤為重要，避免了重新啟動(dòng)應(yīng)用后手動(dòng)恢復(fù)狀態(tài)的麻煩。

圖5 可保留應(yīng)用狀態(tài)查看修改效果

開(kāi)發(fā)更流暢：通過(guò)開(kāi)啟保存自動(dòng)執(zhí)行Hot Reload，無(wú)需感知生效方式和過(guò)程，保存后自動(dòng)快速看到修改效果，大幅減少了開(kāi)發(fā)過(guò)程中的間斷感?；趦H對(duì)修改代碼的增量構(gòu)建，你可以像在紙上快速涂改一樣，迅速調(diào)整代碼，馬上看到效果，而不用每次都重新繪制整張紙，減少等待時(shí)間意味著更多的開(kāi)發(fā)時(shí)間。開(kāi)發(fā)者可以更高效地完成任務(wù)，將時(shí)間花在真正重要的事情上。

圖6 Hot Reload支持對(duì)資源引用的修改

Hot Reload的原理從首次啟動(dòng)運(yùn)行開(kāi)始，DevEco Studio會(huì)在應(yīng)用首次編譯構(gòu)建時(shí)生成增量所需的map文件，記錄首次全量編譯的相關(guān)信息，基于這個(gè)map文件，針對(duì)后續(xù)的修改，IDE能夠識(shí)別修改的文件，調(diào)用方舟編譯器只編譯修改的文件，得到增量字節(jié)碼文件，再打包通過(guò)HDC發(fā)送到設(shè)備，由包管理進(jìn)行安裝，虛擬機(jī)更新字節(jié)碼，最后由ArkUI重建界面渲染樹(shù)。

圖7 Hot Reload流程概覽圖

幾個(gè)實(shí)用小Tips分享給大家：

1、小步快跑：分解更改為小塊，每次修改后使用Hot Reload查看效果。

2、結(jié)合狀態(tài)管理：使用狀態(tài)管理工具（如@State、@Prop）可以更好地控制狀態(tài)，確保Hot Reload后狀態(tài)的正確性。

3、定期重啟應(yīng)用：在長(zhǎng)時(shí)間開(kāi)發(fā)后，建議偶爾完全重啟應(yīng)用，以確保代碼和狀態(tài)的一致性。

雖然Hot Reload能夠給ArkTS代碼開(kāi)發(fā)帶來(lái)愉快的體驗(yàn)，但它也有一些局限性，主要體現(xiàn)在如下幾個(gè)方面：

一是無(wú)法應(yīng)用某些更改，為保留應(yīng)用狀態(tài)以及更快速的編譯，Hot Reload存在以下不支持場(chǎng)景：

1、 import新增未使用過(guò)的文件；

2、@Entry修飾的入口文件內(nèi)struct成員函數(shù)、成員變量的新增、修改；

3、@Entry修飾的入口文件內(nèi)枚舉鍵和值、接口對(duì)象的修改；

獲取更詳細(xì)的使用約束可見(jiàn)HotReload使用說(shuō)明。

二是狀態(tài)保留的局限，某些復(fù)雜場(chǎng)景下，應(yīng)用的狀態(tài)可能無(wú)法正確保留，尤其是當(dāng)狀態(tài)管理不當(dāng)時(shí)。另外還有使用范圍有限，Hot Reload僅支持ArkTS、TS代碼的更改，對(duì)于C++、資源文件、SO文件的更改，可選擇使用同樣快速但是需要重啟應(yīng)用的Apply Changes或完全重啟。

Apply Changes：神通廣大的多面手

為滿(mǎn)足其他語(yǔ)言、文件快速開(kāi)發(fā)的需要，Apply Changes特性應(yīng)運(yùn)而生，相較于Hot Reload，Apply Changes同樣針對(duì)修改的增量部分進(jìn)行編譯，具有快速生效的優(yōu)點(diǎn)，但是為支持C++、資源、SO等復(fù)雜的加載場(chǎng)景，Apply Changes還會(huì)進(jìn)行重啟設(shè)備上應(yīng)用的動(dòng)作。即以犧牲應(yīng)用狀態(tài)保持為代價(jià)，獲得更為廣泛的支持能力，Apply Changes目前能夠支持C++、SO、資源文件的修改，是當(dāng)之無(wú)愧的多面手。

使用Apply Changes與使用Hot Reload類(lèi)似，區(qū)別在于Apply Changes的按鈕在普通運(yùn)行配置下。

圖8 Apply Changes使用位置

Apply Changes的顯著優(yōu)勢(shì)也有三個(gè)，具體如下：

一是支持更多樣的文件修改：

目前Apply Changes能夠同時(shí)支持C++、SO、資源文件的一種或多種修改快速生效，且修改場(chǎng)景限制較小。

圖9 Apply Changes支持C++代碼修改生效

二是僅需一次推包，關(guān)閉應(yīng)用后也可直接進(jìn)行Apply Changes：

關(guān)于C++、SO以及資源文件的增量編譯及打包都是與工程的運(yùn)行狀態(tài)解耦的，只要設(shè)備中已經(jīng)安裝工程對(duì)應(yīng)的應(yīng)用，那么無(wú)需運(yùn)行工程，直接修改代碼點(diǎn)擊Apply Changes即可自動(dòng)拉起應(yīng)用，使修改生效，避免再一次全量構(gòu)建。

圖10 停止運(yùn)行后無(wú)需再次運(yùn)行，即可Apply Changes

三是穩(wěn)定性更高：

由于Apply Changes能夠重啟應(yīng)用，能夠及時(shí)進(jìn)行增量補(bǔ)丁的重新加載，避免了潛在的狀態(tài)不一致問(wèn)題，修復(fù)因狀態(tài)污染可能導(dǎo)致的邏輯異常。

圖11 Apply Changes支持資源文件修改生效

與Hot Reload類(lèi)似，IDE在首次全量運(yùn)行后會(huì)緩存部分信息用于后續(xù)差異比較，后續(xù)修改C++代碼后，點(diǎn)擊Apply Changes會(huì)基于緩存信息構(gòu)建增量補(bǔ)丁包，具體而言是，啟動(dòng)SO的cmake流程構(gòu)建SO，通過(guò)與緩存信息比較，識(shí)別出差異SO再構(gòu)建增量包。構(gòu)建完成后IDE會(huì)關(guān)閉設(shè)備上的應(yīng)用，進(jìn)行修復(fù)更新，結(jié)束后再重新拉起應(yīng)用，完成代碼生效。

圖12 Apply Changes流程概覽圖

Apply Changes的幾個(gè)實(shí)用小Tips也分享一下：

1、優(yōu)先使用Hot Reload快速驗(yàn)證UI和ArkTS代碼邏輯；

2、遇到復(fù)雜修改，及非ArkTS代碼修改時(shí)再使用Apply Changes；

3、定期通過(guò)全量運(yùn)行確保應(yīng)用整體穩(wěn)定性；

同樣Apply Changes也有局限性，主要體現(xiàn)在如下兩個(gè)方面：

首先是應(yīng)用的狀態(tài)無(wú)法保留，Apply Changes采用冷修復(fù)的技術(shù)路線，會(huì)進(jìn)行應(yīng)用重啟行為，因此無(wú)法對(duì)應(yīng)用狀態(tài)進(jìn)行保留，如丟失輸入內(nèi)容、路由棧會(huì)被重置到初始頁(yè)面。然后是暫時(shí)無(wú)法支持ArkTS、TS代碼文件的修改，目前Apply Changes未能做到同時(shí)支持ArkTS、TS代碼的增量編譯，無(wú)法支持ArkTS、TS代碼的修改生效。

在鴻蒙應(yīng)用開(kāi)發(fā)中，Hot Reload和Apply Changes各有側(cè)重，Hot Reload能夠快速調(diào)整UI及ArkTS代碼邏輯，同時(shí)能夠保留應(yīng)用狀態(tài)，具有快而輕的特點(diǎn)。而Apply Changes是針對(duì)非ArkTS代碼的修復(fù)利器，具有全而穩(wěn)的特點(diǎn)，能夠進(jìn)行復(fù)雜的修改，同時(shí)避免長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行可能產(chǎn)生的錯(cuò)誤。根據(jù)需求靈活選擇，才能進(jìn)一步提升開(kāi)發(fā)效率，盡快為用戶(hù)提供更好的體驗(yàn)。