本文深入剖析了Android开发中因升级AGP（Android Gradle Plugin）而引发的R8编译优化工具链中的一个关键问题。当使用高于minSdkVersion的系统函数，并将其包裹在try-catch或synchronized块中，或在传递参数时进行计算时，R8的“ApiModel外联”功能可能生成多余的new-instance指令，导致在特定条件下（如对象重写了finalize方法）触发Native崩溃。文章详细解释了ApiModel外联的原理、new-instance指令的生成机制、API版本计算方式，以及try-catch语句块如何影响字节码，并提供了禁用ApiModel、官方修复、自行修复和业务改造等多种解决方案，强调了对重大升级进行充分灰度验证的重要性。

💡 **ApiModel外联机制探究**：R8的“ApiModel外联”功能旨在解决低版本设备上可能出现的类验证错误，通过将可能引发问题的代码（特别是调用高版本API的场景）抽离到单独的生成类中，从而规避运行时类验证的耗时。然而，当这些被外联的代码（如`new SurfaceTexture()`）所在的对象重写了`finalize`方法时，若`new-instance`指令在构造函数`init`方法未被正确调用前就生成，可能导致GC回收时触发Native崩溃。

⚙️ **指令生成与问题根源**：文章详细阐述了R8如何通过两次遍历来处理代码外联。第一次遍历会将高版本API的构造函数调用替换为外联函数调用。第二次遍历则处理`new-instance`指令，若检测到`new-instance`和`invoke init`之间存在除局部变量声明外的其他指令（如参数计算或`try-catch`引入的`FALLTHROUGH`指令），R8会保留`new-instance`指令以维持代码语义，但这恰恰是引发Native崩溃的根源。

🔄 **解决方案与实践建议**：面对此问题，文章提供了多种解决方案：直接禁用ApiModel功能（需谨慎评估影响）、等待官方修复（目前仅针对部分类）、自行修改R8源码（复杂且维护成本高）以及业务改造（推荐）。业务改造通过调整代码写法，避免在调用高版本API时使用`try-catch`、`synchronized`或进行参数计算，从而绕过R8的优化逻辑。同时，建议在升级重大工具链时进行长时间的独立灰度验证，以规避潜在风险。

原创 永乐 2025-09-01 18:31 上海

这次的ApiModel外联优化问题就是一个很好的例子——它只在特定条件下才会暴露，但一旦出现就是必现的native崩溃。所以对于这种影响面无法评估的重大升级，还是需要经过足够长时间的独立灰度验证，才能合入主干分支。

目录

一、背景

二、复现问题

三、问题分析

    1. ApiModel外联是什么？

    2. 为什么会多生成一个new-instance指令?

    3. R8是如何计算出API的版本？

    4. 为什么try-catch也会导致该问题？

    5. 为什么只升级AGP会导致R8功能出问题？

四、解决方案

    1. 禁用ApiModel

    2. 官方修复

    3. 自行修复

    4. 业务改造（推荐）

五、总结

R8作为谷歌官方的编译优化工具，在编译阶段会对字节码进行大规模修改，以追求包体优化和性能提升。但是Android应用开发者数量太过庞大，无论测试流程多么完善，终究难以避免在一些特定场景下出现问题。

近期我们在升级项目的AGP，遇到了一个指向系统SurfaceTexture类的native崩溃问题。经反编译分析发现问题最终指向了smali字节码中多余的一行new-instance指令。

我们注意到多出来的new-instance指令下面紧接着的是对a0.e 类中的静态方法 i() 的调用，其内部实现就是SurfaceTexture的构造方法。这是典型的代码外联操作，即一段相同的代码在工程中多次出现，则会被抽出来单独作为一个静态函数，原先的调用点则替换成该函数的调用，这样可以减小代码体积，是常见的编码思路。

class Activity{
    void onCreate(){
        // ...
        String a = xx.xxx();
        String b = xx.xxx();
        Log.e("log",a+b);
        //...
    }

    void onReusme(){
        // ...
        String a = xx.xxx();
        String b = xx.xxx();
        Log.e("log",a+b);
        //...
    }

}

class Activity{
    void onCreate(){
        // ...
        Activity$Outline.log();
        //...
    }

    void onReusme(){
        // ...
        Activity$Outline.log();
        //...
    }
}
//外联生成的类
class Activity$Outline{
    public static void log(){
        String a = xx.xxx();
        String b = xx.xxx();
        Log.e("log",a+b);
    }
}

//安装apk后验证失败，运行时验证失败，但是能正常执行
class MainActivity{
    void onCreate(){
        if(android.sdk > 26){
            new SurfaceTexture(false);
        }
    }
}

class MainActivity{
    void onCreate(){
        if(android.sdk > 26){
            a0.b(); //这样类验证就能成功
        }
    }
}
//生成的外联类，类验证会失败，但是运行时不可能走到，不影响
class a0{
    public static void b(){
        new SurfaceTexture(false);
    }
}

更多关于ApiModel的详细介绍，见这篇文章：https://medium.com/androiddevelopers/mitigating-soft-verification-issues-in-r8-and-d8-7e9e06827dfd

值得一提的是sychronized语句块在javac编译之后会为其内部代码生成try-catch，这是为了确保在语句块抛异常时能够正常释放锁，因此和问题有关的是try-catch语句块，和synchronized无关。

执行此方法之前的指令如下：

java：
new SurfaceTexture(false);

dex：
: -1: NewInstance          v1 <-  android.graphics.SurfaceTexture
: -1: ConstNumber          v2(0) <-  0 (INT)
: -1: Invoke-Direct        v1, v2(0); method: void android.graphics.SurfaceTexture.<init>(boolean)

对整个方法中所有的指令从上往下进行遍历，第一次遍历主要是：

检索 <init>方法调用的指令

判断该方法的androidApiLevel是否高于minSDK

生成包含完整构造函数指令的外联函数，并替换<init>函数调用为外联函数调用。

执行完替换逻辑，就记录信息到map中，key是<init>对应的new-instance指令，value是前一步中替换的新指令。

经过这一步，字节码会变成这样：

找到new-instance指令

查询map，确认<init>方法已完成替换

根据canSkipClInit方法返回的结果分为两种场景：

无类初始化逻辑：直接移除new-instance指令，不影响原代码的语义。

有类初始化逻辑：生成外联函数，只包含该new-instance指令，和前一次遍历一样进行指令替换。

FALLTHROUGH指令表示指令自然流转，没有实际含义，它主要是为了帮助优化器识别哪些指令是可达的。

switch (value) {
            case 1:
                System.out.println("One");
                // 故意不写break
            case 2:
                System.out.println("Two");
                break;
            case 3:
                System.out.println("Three");
                break;
        }

public static void switchWithFallthrough(int);
  Code:
    stack=2, locals=1, args_size=1

    // 加载参数
    0: iload_0

    // 检查case 1
    1: iconst_1
    2: if_icmpne 13    // 如果不等于1，跳转到case 2
    5: getstatic #2    // Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
    8: ldc #3          // String One
    10: invokevirtual #4 // Method java/io/PrintStream.println:(Ljava/lang/String;)V
    12: goto 13

    // case 2 (fallthrough目标)
    13: iconst_2
    14: if_icmpne 28   // 如果不等于2，跳转到case 3
    17: getstatic #2   // Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
    20: ldc #5         // String Two
    22: invokevirtual #4 // Method java/io/PrintStream.println:(Ljava/lang/String;)V
    25: goto 40        // 跳转到switch结束

    // case 3
    28: iconst_3
    29: if_icmpne 40   // 如果不等于3，跳转到结束
    32: getstatic #2   // Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
    35: ldc #6         // String Three
    37: invokevirtual #4 // Method java/io/PrintStream.println:(Ljava/lang/String;)V

    // switch结束
    40: return

System.setProperty("com.android.tools.r8.disableApiModeling", "1")

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