May 30, 2011

XPIファイルのパッケージングの仕方を工夫してもあんまり報われないという事が分かった（僕の場合は）

先に結論だけ。

  • アドオンの規模にもよるだろうけど、僕の場合、XPIパッケージの作り方の工夫は大したパフォーマンスの向上には繋がりませんでした。
  • アドオンをインストールした時にFirefoxの起動がどれくらい遅くなるかのパフォーマンス計測の仕組みをMozillaが用意してくれているので、みんなそれを使うといいです。

Firefoxの起動を遅くするアドオンランキングなんてものが公開されて、そこにツリー型タブも堂々ランクインしてて、「多機能オールインワン型アドオンを散々批判してるくせに単機能とか言ってるお前のアドオンの方がよっぽど重てーじゃねえかﾌﾟｹﾞﾗ」的なコメントも見受けられる昨今（僕はメンテナンス性とか共存のしやすさとかの観点から多機能型を否定しているつもりなので、ある単機能のアドオンが必ずある多機能のアドオンより軽いはずだとかそんな事は言えないと思っているのですが）、皆様いかがお過ごしでしょうか。

自分はわりと富豪的なプログラムを書く方なので、欲しい機能を実現させるためにいろんなイベントを監視したり、メンテナンスしやすくするためにファイルを細かく分けたり、とかそういう事をやりがちなのですけれども、そういうのって一般的にFirefoxの起動とか動作とかを遅くさせるからやめなさいよというメッセージを、Mozillaは最近アドオン開発者に向けてよく発しています。上記のランキングもその一環ですね（あんまり遅いとこうして晒し挙げるぜ、という）。

で、その晒し挙げランキングのページからパフォーマンス改善の色々なテクニックがリンクされていて、これ読んで出直して来いよ、出直してこないならペナルティだぜ、という話なんですが、そのページの末尾でTalosというパフォーマンス測定ツールを使ってアドオンがFirefoxの起動速度に与える影響を計測する手順も紹介されてました。上記の晒し上げランキングもこれで計測した結果に基づいてるみたいです。

晒し上げランキングの中でツリー型タブがWindows XPで99％ Slow（Firefoxの起動にかかる時間が2倍になる）と書かれてて、いくら僕でもちょっと信じがたかったので、実際に自分でもTalosを使ってパフォーマンス計測を試みてみました。僕が試験用に用意したWindows XP環境では、ツリー型タブ0.11.2011050602とNightlyとの組み合わせで35％前後という数値が出ていますが、これはランキングに出ている数値と大きく隔たりがあります。どういうことなんでしょうね。

まあそれはどうでもいいんですよこの際。とにかくこれが契機となって、自分の環境でもアドオンがFirefoxの起動速度に与える影響を機械的に測定できるようになったので、今後のパフォーマンス改善にはこれを1つの指標として使っていこうと思ってるわけです。

さて、そういう背景があってツリー型タブのリポジトリ上の最新版では、主要なコードをJavaScriptコードモジュール化してみたり、関連ライブラリの読み込みをXPCOMUtils.defineLazyGetter()でやるようにしてみたり（この機能はFirefox 3.6以降でしか使えないので、自動的にツリー型タブの次のリリースはFirefox 3.5対応を切り捨てる事になります）、読み込ませるスタイルシートの数を大幅に減らすようにしたり、ついでに属性セレクタの使用を減らしてみたり、という風な、アーキテクチャに変更が無い範囲で前述の「パフォーマンス改善のためのテクニック」を色々と取り込んでいるのですけれども、まだ実施していない項目の1つに「XPIパッケージの作り方を工夫する」という物がありました。

XPIパッケージというのは、アドオンを構成するファイル一式をZIP形式で圧縮した、配布用のパッケージです。Firefox 3.6までは、アドオンをインストールするとこのXPIパッケージが自動的に展開されて、ユーザのPCのストレージ上に個々のファイルが配置されるようになってました。ただ、ファイルの数が多いとFirefoxの起動に時間がかかるようになってしまうためとか諸々の理由から、XULファイルやCSSファイルやJavaScriptファイルなどはJARファイル（これも実態はZIP形式の書庫ファイルです）にまとめておいて、見かけ上のファイルアクセスを減らす事が推奨されていました。

JARファイルにせよXPIファイルにせよ、圧縮率を高くすればするほど中身を取り出すのには余計な時間がかかる事になります。なので、ユーザの環境にインストールされた時に1回だけ展開されるXPIファイルは圧縮率を最高にして保存して、インストールされた後も毎回中身を参照されるJARファイルは無圧縮で保存する、という事によって配布ファイルのサイズを小さくすると同時に実際の使用時のパフォーマンスも高く保つ……というのが従来のXPIファイルの作り方の定石でした。

ところがFirefox 4以降、パフォーマンス改善の一環として、Firefoxの構成ファイルは可能な限り1つのJARファイルにまとめられるようになりました。これは「omnijar」と呼ばれている新機能で、今まではバラバラのファイルとして配置されていたJavaScript製のXPCOMコンポーネントやJavaScriptコードモジュールまでも、他のXULファイルやCSSファイルのようにJARファイルの中に格納してしまって、更なるパフォーマンスの向上を実現しようというわけです。

Firefox 4本体がそうなったのに併せて、アドオンにもomnijarの仕組みが使われるようになりました。今までならXPIファイルをインストールしたらその中身を常に展開するようになっていたのが、Firefox 4でアドオンをインストールした場合は原則としてXPIファイルのままで保存されて、中身にはomnijarの仕組みでアクセスするようになったんですね。

ここで3つの問題が起こります。

  1. XPIの中にあるバイナリ形式のコンポーネントをそのまま使う事はできない。
  2. XPIファイルはインストール時に1回だけ展開される事を想定して最高の圧縮率にしている。毎回の起動時にその都度展開されると、その分余計な時間がかかる事になる。
  3. XPIファイルの中にJARファイルが格納されている、という入れ子構造のままで毎回使われる事になる。これもその分余計な時間がかかる事になる。

1については仕様上の制限という事で、こういう場合だけはFirefox 3.6の時と同様の形でXPIを展開した状態にしてインストールさせる必要があります。install.rdfにem:unpack="true"という指定を書き加えると、アドオンのインストール時にXPIファイルが展開されるようになります。

2と3はパフォーマンス低下の問題です。前述の「パフォーマンス改善のためのテクニック」では2と3を理由として、無圧縮JARに固めてから最高圧縮率のXPIを作るのではなく、中身をJARに固めないで全体を圧縮率の低いXPIに固める（アーカイブを入れ子にしない）、という事が推奨されています。

しかしこれは見ての通り、Firefox 3.6以前のバージョン向けの定石と全く相反しています。Firefox 4のためにFirefox 3.6でのパフォーマンスを犠牲にするか、Firefox 3.6のためにFirefox 4でのパフォーマンスを犠牲にするか、どちらかを選ばないといけないという事になります。

でも、ほんとにそうなの？　Firefox本体くらいの規模ならいざ知らず、それより遙かに小規模なアドオンでXPIファイルの作り方がそんなに起動速度に大きな影響を与えるの？

という事が気になったので、ツリー型タブのリポジトリ上のHEADでパッケージングの仕方だけを変えてTalosでパフォーマンスを計測してみました。結果は以下の通りでした。

パッケージングの仕方 1回目の結果2回目の結果3回目の結果平均余計にかかった起動時間起動時間の増加率
（アドオン無し） 2029.53msec2091.58msec2058.53msec2059.88msec0-
無圧縮JAR＋圧縮率最高XPI 2354.05msec2341.63msec2279.21msec2324.96msec265.08msec12.87％
無圧縮JAR＋圧縮率最高XPI＋em:unpack="true" 2327.0msec2314.84msec2337.63msec2326.49msec266.61msec12.94％
無圧縮XPI 2287.58msec2380.79msec2331.26msec2333.21msec273.33msec13.27％

数値が物凄く大きいのは、試験環境がシングルコアなCeleronの上で動いてるVirtualPCの上で動いてるWindows XP SP3だったからです。無圧縮XPIは上記の「Firefo 4向けの推奨されるやり方」ではないのですが、CPUが低速なら展開に時間がかからない方が有利なんじゃないかと思ってそうしてみました。

表を見ての通り、XPIの作り方で劇的に起動速度が変わるという事はありませんでした。少なくともツリー型タブ程度の規模では、XPIファイルの作り方の違いを変えてもFirefoxの起動速度は大して早くならない、ぶっちゃけ好きなようにやればいいという事が言えると思います。

ちなみに、繰り返しテストする前に試験実行した時にはそもそもFirefox自体の起動時間が600ミリ秒ほど短い1400ミリ秒ほどであるという結果が出ていました。その時の計測結果も以下に記しておきます。

パッケージングの仕方 テスト実行時の結果余計にかかった起動時間起動時間の増加率
（アドオン無し） 1411.26msec0-
無圧縮JAR＋圧縮率最高XPI 1730.58msec319.32msec22.63％
無圧縮JAR＋圧縮率最高XPI＋em:unpack="true" 1718.05msec306.79msec21.74％
無圧縮XPI 1779.53msec368.27msec26.10％

これを見ると、ツリー型タブがある時に絶対的に何ミリ秒余計な時間がかかるのか？という点では、先の表と併せて見ても、だいたい常に300ミリ秒くらい起動に余計に時間がかかってるみたいだという事が分かります。Firefox自体の起動が300ミリ秒くらいで済む環境でテストすると、ツリー型タブのせいで起動時間が2倍かかるようになると考えられます。もしこれが事実なら、上記の晒し上げランキングの元データは結構高速なマシンで計測した物という事になるのかもしれません。

結論としては、XPIファイルの作り方を見直すなんてのは最後の最後でいいと思います。それよりもアーキテクチャの変更とかの方が多分ずっと高速化には効きます。実際、ツリー型タブのここまでの改善の中では、レイジーゲッターとかJSコードモジュール化とかよりも、読み込んだまま使ってなかった大量のスタイルシートを必要最小限だけ読み込むようにして@importを減らしたりセレクタを単純化したりした時の方が、大きな数値上の差が出てたと思います。

あと、このエントリ内での計測結果がおかしいと思う人は自分でPythonとTalosとNightlyを用意してパフォーマンス計測をやってみるといいです。こういう物が既にある以上、今後は、数値による裏付けが無い「遅い」「重い」といった類の話は無視しちゃっていいと思いますよ（動作時の速度についての言及は除く。上記の文書で解説されてる手順で計測できるのはあくまで起動にかかる時間だけで、メニューを展開したりタブを切り替えたりといった操作のパフォーマンスまでは測定してないので）。

分類：Mozilla > XUL, , , , , 時刻：02:24 | この記事へのリンク | Comments/Trackbacks (0) | Edit
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