[多圖]回顧Android一直怎樣在速度上追趕iOS

一直以來人們都有這樣的印象，認為搭載iOS系統的iPhone一定比搭載Android系統的安卓手機流暢。潛移默化中，不少果粉甚至是普通吃瓜群眾都形成了這樣的思維定式：安卓就是卡、慢的代名詞。然而，就是這樣一個群眾眼中的「卡、慢」的系統，不知不覺間已經走過了第十個年頭。這麼多年過去了這個觀點還成立嗎？

Android 8.0不久前已經發布了，儘管Android對比iOS似乎有「先天缺陷」，但一直以來谷歌都在不遺餘力地提升安卓系統的流暢度。我們不妨來看看谷歌在這方面都做了哪些努力。

Android 4.1：黃油計劃

2012年6月，Google I/O 2012開發者大會上，谷歌發布了Android 4.1，該版本擔負著「承上啟下」的作用，4.1系統繼承了4.0的基本特性，又加入了Project Butter的新特性。Project Butter中文稱為黃油計劃，Google希望新版的Android如黃油一般絲般潤滑，所以稱之為黃油。該系統使用了新的處理架構，讓Android設備中的雙核、四核處理器能夠得到優化，發揮出強勁的性能。

本文圖片來自The Verge

其次，在4.1版本中，特效動畫的幀速提高至60fps，優化最佳性能和較低的觸摸延遲，提供了一個流暢、直觀的用戶界面。

為了確保幀速一致，4.1版本的Android框架所有的繪圖和動畫都將統一VSYNC計時，應用渲染、觸摸事件、畫面構圖、顯示刷新等操作都會鎖定在16毫秒響應，所有的幀都沒有提前或者落後。此外，還新增三重影像緩衝技術，讓所有的渲染感覺更順暢。觸摸延時不僅會遵循VSYNC計時，還會在觸摸操作時做出預判是否要提前渲染，此外在CPU閑置時會分配更多的處理能力來應對觸摸事件，確保觸摸沒有延遲。

黃油項目（Project Butter）為我們帶來了Android系統的重大改進，谷歌終於開始直面Android系統流暢度這個古老並重要的問題了。

Android 4.4：對齊喚醒

其實，很多時候，安卓系統的卡頓並不是由系統本身造成的，而是由於安卓開放的特性例如對第三方APP限制較少，所以很多APP長期惡意在後台運行，定期喚醒系統，隨著安裝的APP越來越多，各種APP會一窩蜂地喚醒系統，而每次喚醒都會讓CPU處於高負荷運轉狀態，導致手機待機時也非常耗電。

而4.4版本很明顯的針對這個問題而做出了優化，在該版本中加入了對齊喚醒功能，把原來需要分別在不同時間喚醒系統的多個APP集中在某個時間一次性喚醒。這樣，系統被喚醒的次數大幅減少，CPU也不用頻繁的工作，手機也就不會這麼卡頓和耗電了。

Android 5.0：ART虛擬機

一直以來，Dalvik虛擬機背負著Android應用卡頓的罪名，原因則是應用在運行的過程中，虛擬機Dalvik通過一個叫JIT（Just-in-time）的解釋器動態的進行編譯並執行，這一過程也拖慢了運行效率。而在5.0版本中，原有的Dalvik虛擬機被新的ART虛擬機代替。

Android Runtime（縮寫為 ART），是一種在Android操作系統上的運行環境，由Google公司研發。ART能夠把應用程序的位元組碼轉換為機器碼，是Android所使用的一種新的虛擬機。它與Dalvik的主要不同在於：Dalvik採用的是JIT技術，而ART採用Ahead-of-time（AOT）技術，也就是預編譯技術，安裝應用的時候，代碼中的位元組碼將被編譯成機器碼。而由於有了機器碼，下次打開的時候就不需要再編譯了，這就提高了運行效率，APP啟動速度明顯加快。ART同時也改善了性能、垃圾回收(Garbage Collection)、提高續航能力、應用程序除錯以及性能分析。

Android 6.0：Doze嗜睡模式

4.4的對齊喚醒已經對後台APP做出了一定限制，但是顯然對於那些「毒瘤APP」顯然是不夠的，為了杜絕「毒瘤」APP不斷在後台消耗資源和電量，6.0版本加入了Doze嗜睡模式，在Doze模式中，系統嘗試去通過減少應用的網路訪問和CPU敏感的服務來保護電池。它也阻止應用通過訪問網路，並且延緩應用的任務、同步和標準alarms。

同時系統定期退出Doze模式（maintenance window）去讓app完成他們被延緩的動作。在maintenance window期間，系統運行所有掛起的同步、任務和alarms，同時也能訪問網路。只要用戶通過移動、點亮屏幕或則插上充電器喚醒設備的時候，系統會退出Doze模式，所有的APP退回到正常活動狀態。

Android 7.0：優化系統代碼

如果說前幾代Android是在改善應用環境，提升應用體驗的話，那麼7.0版本就是優化Android的運行環境了，谷歌表示，7.0版本會是最具銷量的一代Android操作系統，7.0版本主要通過減少代碼的形式來提升運行速度，Android N的代碼減少了50%，新的代碼減少50%，軟體運行速度提升幅度達到600%，應用安裝提速75%。自從Android5.0換了ART虛擬機開始，因為安裝時要對大量的代碼進行預編譯，應用安裝速度一直被用戶詬病，Google終於在Android7.0上解決了這一問題。

此外，7.0版本另一個優化是，每次手機升級完系統之後不用等待漫長的應用優化過程，直接就可以進入系統。

Android 8.0：針對低配設備的Android Go，系統/應用啟動優化

8.0相對前幾個版本而言，沒有特別大的提升，畢竟Android已經第十個年頭了，發展已經非常的成熟。8.0版本主要是細節的優化和體驗的提升。8.0版本加入了TensorFlow Lite技術，可以幫助低功耗設備跟上當今高強度任務處理，利用新的神經網路API幫助底層晶元加速數據處理。這一功能有助於為下一代在線設備提高語音處理，視覺搜索，增強現實等能力。簡而言之，就是一個內置在系統的機器學習工具。

同時，8.0版本還針對應用啟動的進程進行優化，包括並發進程、壓縮收集的垃圾信息和代碼區域等。此外還有針對後台服務的限制，防止應用程序在後台運行太久。目標是大大減少電池消耗。

另外，針對配置較低的移動設備，谷歌還推出了Android Go的系統，它不是一個獨立分支的Android版本，而是隸屬於Android O，可以用於1GB RAM的設備上，例如為了節省性能，原來系統中吃內存的過渡動畫被砍掉，同時還針對Android Go開發適配版應用，比如Youtube Go。如果你認為這個系統只是做減法，那你就錯了，在有些方面，谷歌甚至還為Android Go添加了功能，比如數據管理，這個對低端機來說十分重要，谷歌會將這個功能添加到快捷設置中。該系統預計2018年正式面世。

總結

如今iOS 11也已經發布了，從某些更新內容來看，是對安卓功能的「借鑒」。所以安卓系統在功能性或者可玩性上甚至超過了iOS。由於底層系統的先天不足，導致流暢性在早期落後iOS很多，但隨著谷歌孜孜不倦地優化與更新，Android在流暢性方面真的未必輸於iOS，卡頓、慢和耗電已經逐漸成為歷史。所以，已經存在大家腦海中10年的安卓「卡、慢、耗電」的標籤，是時候該抹去了。

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