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ベースラインプロファイルの概要

ベースラインプロファイルを使用すると、含まれるコードパスに対して解釈とジャストインタイム（JIT）コンパイルの手順を行う必要がなくなるため、初回起動からのコード実行速度が約 30% 向上します。

ベースラインプロファイルとともにアプリやライブラリをリリースすることで、Android ランタイム（ART）は、事前（AOT）コンパイルによって、指定されるコードパスを最適化し、すべての新規ユーザー、すべてのアプリアップデートでパフォーマンスを改善できます。このプロファイルに基づく最適化（PGO）を行うと、起動の最適化、インタラクションジャンクの削減、エンドユーザーの全体的なランタイムパフォーマンスの向上がアプリの初回起動時から可能になります。

こうしたパフォーマンスの向上は、ユーザー維持率、トランザクション、評価などのビジネス指標の改善に直接つながります。パフォーマンスがビジネス指標に及ぼす影響については、Josh、Lyft、TikTok、Zomato の事例をご覧ください。

ベースラインプロファイルのメリット

ベースラインプロファイルを使用すると、ユーザーの操作（アプリの起動、画面間の移動、コンテンツのスクロールなど）がすべて、初回の実行時からスムーズに行えるようになります。ベースラインプロファイルでアプリの速度と応答性を高めることで、1 日のアクティブユーザー数が増加し、平均リピーター率が向上します。

ベースラインプロファイルは、アプリの最初の起動からアプリのランタイムを改善する一般的なユーザーインタラクションを提供して、アプリの起動以外も含めて最適化する際の指針となります。指針に沿った AOT コンパイルは、ユーザーのデバイスに依存せず、モバイルデバイスではなく開発マシンでリリースごとに 1 回実行できます。ベースラインプロファイルとともにアプリをリリースすることで、Cloud プロファイルのみを使用する場合よりもはるかに速く、最適化されたアプリを利用できるようになります。

ベースラインプロファイルを使用しない場合、すべてのアプリコードは解釈後にメモリ内で JIT コンパイルされるか、デバイスがアイドル状態のときにバックグラウンドで odex ファイルに書き込まれます。アプリをインストールまたは更新した後、初回の実行時から新しいコードパスが最適化されるまで、ユーザーは最適なパフォーマンスが得られません。多くのアプリで、最適化後にパフォーマンスが約 30% 向上することがわかっています。

起動プロファイル

起動プロファイルはベースラインプロファイルと類似していますが、デバイス上の最適化のためではなく、コンパイル時に使用される点が異なります。起動プロファイルは、DEX ファイルのレイアウトを最適化して起動時間を短縮するために使用されます。起動プロファイルで識別されたコードはプライマリ classes.dex ファイルに配置され、その他のコードは個別の DEX ファイルに配置されます。これにより、アプリ起動時のページフォールトの発生数が減少し、起動時間が短縮されます。起動プロファイルと DEX レイアウトの最適化によってアプリの起動時間を短縮する方法について詳しくは、DEX レイアウトの最適化と起動プロファイルをご覧ください。

始める

既存のアプリでパフォーマンスの最適化を行うには、ベースラインプロファイルの作成をご覧ください。

推奨される最小限の安定版

依存関係チェーンでは、安定版リリースバージョンと開発リリースバージョンが提供されます。ベースラインプロファイルを生成してインストールするには、Android Gradle プラグイン、Macrobenchmark ライブラリ、プロファイルインストーラの下記の対応バージョン以上を使用してください。これらの依存関係は異なるタイミングで必要になり、最適なベースラインプロファイルを実現するツールチェーンとして連携して機能します。

Android Gradle プラグイン: com.android.tools.build:8.0.0
Macrobenchmark ライブラリ: androidx.benchmark:benchmark-macro-junit4:1.3.3
プロファイルインストーラ: androidx.profileinstaller:profileinstaller:1.4.1

ベースラインプロファイルの作成と管理には、最新バージョンの AGP を使用することをおすすめします。AGP のバージョン別の主な機能は次のとおりです。

AGP バージョン	機能
8.4	Gradle ラッパーコマンドラインツールまたは Android Studio を使用して、デバッグ不可能なビルドのローカルアプリをインストールし、ベースラインプロファイルをインストールします。これにより、ローカルリリースビルドのパフォーマンスが本番環境に近づきます。この更新は、ベースラインプロファイルの本番環境のパフォーマンスには影響しません。
8.3	完全なソースセットディレクトリのサポート（ライブラリモジュール）: 複数のベースラインプロファイルのソースファイルを宣言し、バリアントに対応したディレクトリ（`src/free/generated/baselineProfiles/baseline-prof1.txt` など）をライブラリモジュールだけでなくアプリモジュールにも使用できるようになりました。ベースラインプロファイルには、脱糖されたクラスが含まれます。
8.2	R8 のルールの書き換え: D8 と R8 は、人が読める形式のベースラインプロファイルルールと起動プロファイルルールを変換し、アプリのパフォーマンスを最適化するために必要なすべてのルールを完全にキャプチャできます。メソッドのベースラインプロファイルのカバレッジが最大で 30% 増加し、アプリのパフォーマンスが最大で 15% 向上します。起動プロファイル: この新しいタイプのベースラインプロファイルを生成して、DEX 内のコードのレイアウトを伝えます。起動のパフォーマンスがさらに最大で 15% 向上します。大規模なアプリでは、このパフォーマンスはより大きく向上します。
8.0	推奨最小バージョン: ベースラインプロファイル Gradle プラグインを使用し、単一の Gradle タスクでベースラインプロファイルを生成します。完全なソースセットディレクトリのサポート（ライブラリモジュール）: 複数のベースラインプロファイルのソースファイルを宣言し、バリアントに対応したディレクトリ（`src/free/generated/baselineProfiles/baseline-prof1.txt` など）を使用できるようになりました。
7.4	サポートされる最小バージョン: アプリは、ライブラリからベースラインプロファイルを使用し、`src/main/baseline-prof.txt` ファイルで独自のベースラインプロファイルを提供できます。 App Bundle から APK をビルドすると、ベースラインプロファイルが正しくパッケージ化されます（問題 #230361284）。複数の `.dex` ファイルがあるアプリの場合、ベースラインプロファイルはプライマリ `.dex` ファイルに対して正しくパッケージ化されます。

プロファイル生成の例

アプリ起動用のベースラインプロファイルに加えて、推奨される Macrobenchmark ライブラリを使用したナビゲーションイベントおよびスクロールイベントを作成するクラスの例を以下に示します。

@OptIn(ExperimentalBaselineProfilesApi::class)
class BaselineProfileGenerator {
    @get:Rule
    val baselineProfileRule = BaselineProfileRule()

    @Test
    fun appStartupAndUserJourneys() {
        baselineProfileRule.collect(packageName = PACKAGE_NAME) {
            // App startup journey.
            startActivityAndWait()

            device.findObject(By.text("COMPOSE LAZYLIST")).clickAndWait(Until.newWindow(), 1_000)
            device.findObject(By.res("myLazyColumn")).also {
                it.fling(Direction.DOWN)
                it.fling(Direction.UP)
            }
            device.pressBack()
        }
    }
}

このコードは GitHub のパフォーマンスサンプルに含まれており、コンテキストの全体および詳細情報と合わせて確認できます。

追加すべき要素

アプリでベースラインプロファイルを使用する場合、アプリの起動コードと、画面間のナビゲーションやスクロールなどの一般的なユーザー操作を含めることができます。登録、ログイン、支払いなどのフロー全体を収集することも可能です。重要と判断したユーザージャーニーについては、ベースラインプロファイルを利用することで、ランタイムパフォーマンスを改善できます。

パフォーマンスを改善するさまざまな方法をテストしている場合は、両方のテスト群にベースラインプロファイルを含めることを検討してください。両方に含めることにより、コンパイル済みのコードをすべてのユーザーが同様に実行するようになり、結果を解釈しやすくなります。

ライブラリが提供する独自のベースラインプロファイルをリリースの際に配布することで、アプリのパフォーマンスを改善できます。たとえば、Jetpack Compose のパフォーマンスについてのページで「ベースラインプロファイルを使用する」セクションをご覧ください。

ベースラインプロファイルの仕組み

アプリやライブラリの開発でベースラインプロファイルを定義する際は、レンダリング時間やレイテンシが重要となる一般的なユーザー操作がカバーされるようにしてください。仕組みは次のとおりです。

人間が判読できる形式でプロファイルルールがアプリ用に生成され、アプリ内でバイナリ形式にコンパイルされます（assets/dexopt/baseline.prof にあります）。その後、AAB を通常どおり Google Play にアップロードできます。
Google Play がプロフィールを処理し、APK とともにユーザーに直接リリースします。インストール時に、ART はプロファイル内のメソッドを AOT コンパイルします。これにより、メソッドの実行速度が向上します。アプリの起動時やフレームレンダリング時に使用されるメソッドがプロファイルに含まれていれば、起動時間が短くなったり、ジャンクが減ったりする可能性があります。
このフローはクラウドプロファイルの集約と連携し、時間の経過とともに、アプリの実際の使用に基づいてパフォーマンスを微調整します。

クラウドプロファイル

クラウドプロファイルでは、追加の形式の PGO がベースラインプロファイルとともに提供されます。PGO は Google Play ストアで集約され、インストール時のコンパイル用に配布されます。

クラウドプロファイルは実際のユーザーによるアプリの操作によって機能しますが、更新が配信されるまで数時間から数日かかるため、可用性が制限されます。プロファイルが完全に配信されるまで、新しいアプリまたは更新されたアプリのユーザーは、アプリを最適なパフォーマンスで利用できません。また、クラウドプロファイルは、Android 9（API レベル 28）以上を搭載した Android デバイスのみに対応しており、ユーザーが一定数以上いるアプリにのみ適しています。

Android バージョン間のコンパイル動作

Android プラットフォームの各バージョンでは、さまざまなアプリのコンパイル方法が採用されており、それぞれの方法にパフォーマンス面でのトレードオフがあります。ベースラインプロファイルは、すべてのインストールにプロファイルを提供することで、以前のコンパイル方法を改善します。

Android のバージョン	コンパイル方法	最適化アプローチ
5～6（API レベル 21～23）	完全 AOT	アプリ全体がインストール時に最適化されるため、アプリ使用時の待ち時間が長くなって RAM やディスクの使用量が増えます。また、ディスクからコードを読み込む時間が長くなるため、コールドスタートアップに時間がかかることがあります。
7 ～ 8.1（API レベル 24 ～ 27）	部分 AOT（ベースラインプロファイル）	アプリモジュールで依存関係が定義されている場合は、初回実行時に `androidx.profileinstaller` によってベースラインプロファイルがインストールされます。ART は、アプリ使用時に他のプロファイルルールを追加し、デバイスがアイドル状態のときにそれらをコンパイルすることで、ベースラインプロファイルの内容をさらに改善できます。これにより、ディスク容量と、ディスクからコードを読み込む時間が最適化され、アプリの待ち時間が短くなります。
9（API レベル 28）以降	部分 AOT（ベースライン + クラウドプロファイル）	Google Play がアプリのインストール時にベースラインプロファイルを使用し、APK とクラウドプロファイル（利用可能な場合）を最適化します。インストール後、ART プロファイルは Google Play にアップロードされ、集約されます。集約されたプロファイルは、後日他のユーザーがアプリをインストールまたは更新する際にクラウドプロファイルとして提供されます。

既知の問題

考えられる問題と解決策、回避策を開発中の問題は次のとおりです。

OnePlus デバイスなど、一部のデバイスでは、権限の設定が原因でベースラインプロファイルの生成が失敗することがあります。この問題を回避するには、[開発者向けオプション] の設定で [権限モニタリングの無効化] オプションをオフにします。
ベースラインプロファイルの生成は、Gradle で管理されている Test Lab デバイスを含む Firebase Test Lab デバイスではサポートされていません（問題 #285187547）。
ライブラリにベースラインプロファイルを適切に提供するには、少なくともベースラインプロファイル Gradle プラグイン 1.2.3 または AGP 8.3 を使用してください（問題 #313992099）。
./gradlew app:generateBaselineProfile コマンドでベースラインプロファイルを生成すると、テストモジュール内のベンチマークも実行され、結果は破棄されます。この場合、-P android.testInstrumentationRunnerArguments.androidx.benchmark.enabledRules=BaselineProfile を使用してコマンドを実行すると、ベースラインプロファイルのみを生成できます。この問題は AGP 8.2 で修正されています。
すべてのビルドタイプに対してベースラインプロファイルを生成するコマンド（./gradlew app:generateBaselineProfile）は、リリースビルドタイプのベースラインプロファイルのみを生成します。この問題は AGP 8.1 で修正されています。
Google Play ストア以外のアプリ配信チャネルでは、インストール時にベースラインプロファイルを使用できない場合があります。こうしたチャネルを通じてインストールされたアプリをユーザーが使用することは、バックグラウンド dexopt が実行されるまで（通常一晩中）メリットがありません。
Play ストア内部アプリ共有はベースラインプロファイルをサポートしていませんが、内部テストトラックはサポートしています。
Huawei デバイスなど、一部のデバイスでは、バッテリーの最適化によってプロファイルのインストールが妨げられることがあります。プロファイルを効果的にインストールできるようにするには、ベンチマークデバイスでバッテリーの最適化を無効にしてください。

参考情報

DEX レイアウトの最適化と起動プロファイル

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Macrobenchmark を使用せずにベースラインプロファイルを作成して測定する
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