UE5安卓包体优化实战

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UE5安卓包体优化实战

看了好几个大佬写的包体优化的文章了，一直没实际操作一下，趁现在手里头没啥活，实操一下（摸鱼一下），巩固一下知识。

打包设置

包体优化，首先需要知道包体里面有哪些东西，以第三人模板为例，引擎版本5.3.2（源码版本引擎），修改一下打包设置，然后打个包。

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把游戏资源都打包进入apk

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因为是打最小包，所以直接打shipping包

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这个就是我们需要的文件了，其他文件暂时先放一边
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包体大小分布

查看APK可知，包体主要是包含以下几项：

  • assets文件下的main.obb.png（游戏内资源 Pak）
  • lib文件下的可执行代码（so - lib/arm64-v8a）
  • 其他第三方组件拷贝进 APK 内的文件

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根据上面这三种资产开始分别优化

压缩 NativeLibs

对于原生 Android 而言，是否在安装时解压 NativeLibs 是由 AndroidManifest.xml 中的 extractNativeLibs 控制的：

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<application android:allowBackup="true" android:appComponentFactory="android.support.v4.app.CoreComponentFactory" android:debuggable="true" android:extractNativeLibs="false" android:hardwareAccelerated="true" android:hasCode="true" android:icon="@drawable/icon" android:label="@string/app_name" android:name="com.epicgames.ue4.GameApplication" android:networkSecurityConfig="@xml/network_security_config" android:supportsRtl="true">

在新版引擎中，在 AndroidRuntimeSettings 配置中直接提供了 bExtractNativeLibs 的选项：

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bool bExtractNativeLibs = true;
Ini.GetBool("/Script/AndroidRuntimeSettings.AndroidRuntimeSettings", "bExtractNativeLibs", out bExtractNativeLibs);

这个我根据大佬的文章来看，在UE5.3中是默认开启，于是我关闭后打包测试对比一下

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//DefaultEngine.ini
[/Script/AndroidRuntimeSettings.AndroidRuntimeSettings]
bExtractNativeLibs = False;

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前面是修改后，后面是默认开启

arm64-v8a Shipping 修改后 修改前 变化
libEOSSDK.so 21.12MB 7.91MB 13.21MB
libpsoservice.so0.2 0.23MB 0.08MB 0.15MB
libUnreal.so 100.4MB 39.39MB 60.55MB

代码体积优化

对于 UE 项目而言，优化 so 的大小有以下几种思路：

  1. 禁用不必要模块
  2. 控制代码优化（控制 inline/O3/0z）
  3. 禁用 Module 不必要异常处理
  4. 启用 LTO
  5. 剔除不需要的导出符号

禁用模块

可以把引擎中内置的明确不需要使用的模块在 target.cs 中关闭,具体有哪些可以修改的配置可以在”\Engine\Source\Programs\UnrealBuildTool\Configuration\TargetRules.cs”中查看：

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// disable modules  
//物理效果 引擎版本5.1之前默认开启
bUseChaos = false;  
bCompileChaos = false; 
bCompileAPEX = false; 
//导航相关模块
bCompileRecast = false;
bCompileNavmeshSegmentLinks = false;
bCompileNavmeshClusterLinks = false;

按需求关闭，因为第三人称模版中不需要物理效果和导航，所以可以关闭。

关闭异常处理

有些模块中打开了 C++ 异常处理，但是没有 try/catch 的使用：

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bForceEnableExceptions = false;//默认关闭

修改编译器优化模式

在 target.cs 中控制 bCompileForSize 的值，可以选择使用 O3 或 Oz 编译代码：

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public enum OptimizationMode
{
/// <summary>
/// Favor speed
/// </summary>
Speed,

/// <summary>
/// Favor minimal code size
/// </summary>
Size,

/// <summary>
/// Somewhere between Speed and Size
/// </summary>
SizeAndSpeed
}
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//这里选Size，// Favor minimal code size
OptimizationLevel = UnrealBuildTool.OptimizationMode.Size;

启用 LTO

LTO 是 Link Time Optimization 的简称，可以在链接时剔除死代码、优化跨模块的函数调用、内联等。

受 bAllowLTCG 参数控制，选择是否添加 -flto=thin 的编译参数，thin 是缩减大小与优化耗时的综合版本。

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bAllowLTCG = true; // LTO
if (bAllowLTCG)
{
	AdditionalCompilerArguments += "  -flto=thin";
}

剔除导出符号

在编译 so 时，除非特殊设置，所有的函数和变量都会被导出，用于被其他的 so 访问。
但在 UE 引擎内，只有极少数的接口，是明确被外部访问的（JNI 相关的接口），所以 libUnreal.so 的符号导出绝大部分是浪费的，剔除掉符号导出可以大幅降低 so 的大小和内存占用！

现代编译器提供了 version-script 的链接时控制机制，可以通过传入一个 ldscript 文件来控制链接时的符号行为。

需要在编译过程中先构造出一个 ldscript 文件，填入符号导出控制代码，然后在 target.cs 中，传递给 Linker：

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string VersionScriptFile = GetVersionScriptFilename();
using (StreamWriter Writer = File.CreateText(VersionScriptFile))
{
	Writer.WriteLine("{ global: Java_*; ANativeActivity_onCreate; JNI_OnLoad; local: *; };");
}
AdditionalLinkerArguments += " -Wl,--version-script=\"" + VersionScriptFile + "\"";

对于 UE 而言，需要允许导出的只有 Java_*/ANativeActivity_onCreate/JNI_OnLoad 这三类匹配符号，，其余的均可剔除。

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优化后（对比上一步）

arm64-v8a Shipping 修改后 修改前 变化
libEOSSDK.so 7.91MB 0 7.91MB
libpsoservice.so0.2 0.23MB 0.08MB 0MB
libUnreal.so 39.39MB 33.04MB 9.35MB

内存收益

安卓可以通过 dumpsys meminfo 来查看整个包的 so 占用内存情况，包含了所有已加载的 so，但可以通过优化前后的差值得到实际的内存收益。

优化前：

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** MEMINFO in pid 28879 [com.YourCompany.MinAPKTest] **
                   Pss  Private  Private  SwapPss      Rss     Heap     Heap     Heap
                 Total    Dirty    Clean    Dirty    Total     Size    Alloc     Free

------   ------   ------   ------   ------   ------   ------   ------

  Native Heap    46449    46376       56      464    47904    86532    62216    18132
  Dalvik Heap     4801     3196     1496       25    10488    27461     2885    24576
 Dalvik Other    13542     2136      220      528    24860
        Stack     2192     2184        8       68     2200
       Ashmem       18        0        0        0     1532
      Gfx dev    23748    23640      108        0    23752
    Other dev      428      316       72        0     1336
     .so mmap   110017    12440    92812       20   169000

优化后：

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Uptime: 663111257 Realtime: 1598890414

** MEMINFO in pid 28481 [com.YourCompany.MinAPKDemo] **
                   Pss  Private  Private  SwapPss      Rss     Heap     Heap     Heap
                 Total    Dirty    Clean    Dirty    Total     Size    Alloc     Free
                ------   ------   ------   ------   ------   ------   ------   ------
  Native Heap    43661    43620        4      424    45212    73116    50184    16845
  Dalvik Heap     4445     4400        4     3904     9932    11157     2965     8192
 Dalvik Other    13238     1536        0     1578    25060
        Stack     1984     1984        0       80     1992
       Ashmem       19        0        0        0     1540
      Gfx dev    28440    28420       20        0    28444
    Other dev      217        0       36        0     1300
     .so mmap    70732    10272    52188      124   135356
arm64-v8a Shipping 优化前 优化后 减少
so 总内存 110017 70732 39285

优化策略补充

重定位表压缩

SDK 28

在 Android 的 MinSDKVersion 大于等于 28 时（Android9），可以在编译和链接时开启 RELR 重定位表压缩。利用相对地址重定位的特点，对重定位信息进行高效编码，从而减少存储空间占用。

开启方法，需要在编译阶段给 Compiler 和 Linker 传递参数：

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AdditionalCompilerArguments += " -fPIC";  
AdditionalLinkerArguments += " -Wl,--pack-dyn-relocs=android+relr,--use-android-relr-tags";

-Wl,--pack-dyn-relocs=android+relr,--use-android-relr-tags 是 Android 特有的链接器选项，它们是对标准 -Wl,-z,relro 和 -Wl,-z,now 的补充和优化，特别是针对 Android 系统中动态链接和重定位的处理。 它们主要用于进一步减小二进制文件大小和改善加载时间。

优化前后：

可以使用安卓SDK的工具llvm-readelf.exe查看libUnreal.so

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\..\AppData\Local\Android\Sdk\ndk\25.1.8937393\toolchains\llvm\prebuilt\windows-x86_64\bin\llvm-readelf.exe -d "G:\YourProject\Binaries\Android\libUnreal.so"

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2.8 MB  →  155 KB
≈ 减少 95%+

资源优化：

主流方法是把资源合理规划拆分，默认启动界面作为一个资源加载关卡，其他所有资源拆分成pak包，后续通过下载的方式动态挂载，后面有时间实现一下。

总结

这是我最后在.Target.cs的完整代码

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// Copyright Epic Games, Inc. All Rights Reserved.

using UnrealBuildTool;
using System.Collections.Generic;
using System.IO;
using System;

public class MinAPKDemoTarget : TargetRules
{
    public MinAPKDemoTarget(TargetInfo Target) : base(Target)
    {
        Type = TargetType.Game;
        DefaultBuildSettings = BuildSettingsVersion.V4;
        IncludeOrderVersion = EngineIncludeOrderVersion.Unreal5_3;
        ExtraModuleNames.Add("MinAPKDemo");
        //bForceEnableExceptions = false; //默认关闭
        // 前提：必须已经开启了独占环境
        BuildEnvironment = TargetBuildEnvironment.Unique;
        // 安卓打包专属优化
        if (Target.Platform == UnrealTargetPlatform.Android)
        {
            // 剔除不需要的引擎功能
            bCompileRecast = false;
            bCompileNavmeshSegmentLinks = false;
            bCompileNavmeshClusterLinks = false;

            OptimizationLevel = OptimizationMode.Size;

            //开启 LTO 需要源码引擎
            bAllowLTCG = true;
            if (bAllowLTCG)
            {
                AdditionalCompilerArguments += " -flto=thin";
                //重定位表压缩
                AdditionalCompilerArguments += " -fPIC";
                AdditionalLinkerArguments += " -Wl,--pack-dyn-relocs=android+relr,--use-android-relr-tags";
            }
            //剔除导出符号
            try
            {
                // 定义 version-script 文件路径
                string VersionScriptFile = Path.Combine(ProjectFile.Directory.FullName, "Intermediate", "Android", "ldscript.version");
                string DirectoryPath = Path.GetDirectoryName(VersionScriptFile);
                if (!Directory.Exists(DirectoryPath))
                {
                    Directory.CreateDirectory(DirectoryPath);
                }
                // 写入符号导出控制
                File.WriteAllText(VersionScriptFile, "{ global: Java_*; ANativeActivity_onCreate; JNI_OnLoad; local: *; };");
                // 传递给链接器
                AdditionalLinkerArguments += string.Format(" -Wl,--version-script=\"{0}\"", VersionScriptFile);
                Console.WriteLine("Successfully applied Symbol Stripping Version Script: {0}", VersionScriptFile);
            }
            catch (Exception Ex)
            {
                Console.WriteLine("Failed to create Version Script: " + Ex.Message);
            }
        }
    }
}