基于Android系統(tǒng)應(yīng)用程序的輕量化研究

崔凱 朱源安 盧禹錕 曾晶麗 張珉睿 許元朋

摘要：隨著移動互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，Android系統(tǒng)已經(jīng)占據(jù)智能手機(jī)操作系統(tǒng)的統(tǒng)治地位，各種應(yīng)用程序也呈現(xiàn)出了迸發(fā)式發(fā)展，極大地滿足了人們?nèi)找嬖鲩L娛樂消費(fèi)需求。在快速發(fā)展的同時，如應(yīng)用程序的安全，系統(tǒng)資源占用過多的問題也日益凸顯。該文將根據(jù)Android系統(tǒng)自身的相關(guān)特性，面對日益加劇的應(yīng)用體積及內(nèi)存問題，尋找應(yīng)用軟件臃腫化的原因。通過探究現(xiàn)有的應(yīng)用程序輕量化解決方案，以及輕量化應(yīng)用的開發(fā)結(jié)構(gòu)，思路和應(yīng)用場景，對未來應(yīng)用形勢進(jìn)行推測。

關(guān)鍵詞：Android;問題;輕量化;解決方案

中圖分類號：TP311? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ? 文章編號：1009-3044（2019）02-0216-03

1 安卓應(yīng)用程序的臃腫化

以微信為例，2011年發(fā)布的微信2.0安卓版安裝包僅有1.4MB。七年過去，最新的版本6.7.3的安卓安裝包體積已經(jīng)高達(dá)75.5MB，體積增大了50倍！

1.1 應(yīng)用自身體積的增長

安卓平臺核心系統(tǒng)更迭速度快，導(dǎo)致版本多，而且很多版本相互之間不兼容，開發(fā)人員再開發(fā)應(yīng)用程序時，要考慮版本兼容性問題，就會將不同設(shè)備的適配代碼放到一個安裝包里，造成安裝包包含了大量舊的冗余代碼，進(jìn)一步加重臃腫化。

1.2安卓系統(tǒng)的內(nèi)存管理缺陷

Android的任務(wù)系統(tǒng)可以一次性開啟多項程序。當(dāng)任務(wù)量過大，系統(tǒng)內(nèi)存就會出現(xiàn)不足， 此時就有了Low Memory Killer機(jī)制。預(yù)先設(shè)置了某個空閑內(nèi)存的閾值。系統(tǒng)會周期性檢查空閑內(nèi)存是否低于標(biāo)準(zhǔn)值， 若低于就會關(guān)閉部分運(yùn)行程序。

Android內(nèi)存系統(tǒng)的缺陷在于在實(shí)際運(yùn)行過程中， 會針對每個應(yīng)用程序啟動一個獨(dú)立的虛擬機(jī)， 造成比較大的內(nèi)存消耗。另一方面， Android系統(tǒng)對已經(jīng)關(guān)閉的程序的進(jìn)程不再設(shè)置回收， 從而可能會造成內(nèi)存泄露，即應(yīng)用關(guān)閉后不能正常釋放從而導(dǎo)致內(nèi)存不足。

1.3開發(fā)廠商的外部原因

另外IT行業(yè)正在大舉從桌面端移向移動端轉(zhuǎn)型，新興的應(yīng)用環(huán)境層出不窮。受到大環(huán)境的影響，專精于單個功能的應(yīng)用程序越來越少，軟件廠商希望自家的軟件能夠一統(tǒng)用戶的使用環(huán)境。這種指導(dǎo)思想下，進(jìn)一步吃掉了硬件設(shè)備的剩余的性能。另外國內(nèi)APP應(yīng)用環(huán)境差也是重要因素之一，第三方應(yīng)用商店往往和APP開發(fā)者達(dá)成了協(xié)議，捆綁各種廣告，推送各種服務(wù)，造成了“全家桶”的普遍現(xiàn)象。

2 輕量化應(yīng)用的到來

2.1軟件輕量化思想

輕量化這一概念最先起源于賽車運(yùn)動，它的含義不難理解，重量輕了，可以帶來更好的操控性，發(fā)動機(jī)輸出的動力能夠產(chǎn)生更高的加速度。將此概念引申到Android應(yīng)用程序，用以形容以“小程序”為代表的對空間占用較小，不需要過高硬件要求的一類新型的應(yīng)用程序。

2.2輕量化應(yīng)用平臺的出現(xiàn)

2017年微信正式發(fā)布“小程序”，“無須安裝、觸手可及、用完即走、無須卸載”的新型應(yīng)用。2018年3月，中國的九大手機(jī)品牌廠商聯(lián)合推出了“快應(yīng)用”。使用前端技術(shù)棧開發(fā)，原生渲染，同時具備 HTML 5 頁面和原生應(yīng)用的雙重優(yōu)點(diǎn)。用戶無須下載安裝，即點(diǎn)即用，享受原生應(yīng)用的性能體驗(yàn)。其實(shí)，類似這樣的輕量化應(yīng)用概念最早出現(xiàn)在2013年，當(dāng)時百度在“百度世界大會”上推出”輕應(yīng)用“，它是一種有別于本地APP和webapp的新型應(yīng)用模式，能夠?qū)崿F(xiàn)“無須下載、即搜即用、智能分發(fā)”的理念。

2.3輕量化應(yīng)用的表現(xiàn)形式

從現(xiàn)在較為成熟的輕量化應(yīng)用平臺來看，無論是“小程序”還是“快應(yīng)用”，大多都采用傳統(tǒng)WEBAPP+調(diào)用各種本地程序?qū)崿F(xiàn)的。一方面避免了安裝包的下載，跳過了安裝的步驟，隨用隨開;另一方面，又通過調(diào)用本地各個程序接口，大大增加了用戶的可交互性，提高了傳統(tǒng)WEBAPP擴(kuò)展性和易用性。

輕量化應(yīng)用是以web為基準(zhǔn)，使用前端技術(shù)棧開發(fā)，原生渲染，同時具備 HTML 5 頁面和原生應(yīng)用的雙重優(yōu)點(diǎn)。

微信小程序框架如下：它包含View（渲染頁面結(jié)構(gòu)）App service（針對數(shù)據(jù)，邏輯，接口的管理）兩個框架，view和app service通過系統(tǒng)層JSBridage進(jìn)行通信，邏輯層將數(shù)據(jù)變化傳輸?shù)揭晥D層，從而觸發(fā)視圖層頁面更新;視圖層把觸發(fā)的事件傳輸?shù)竭壿媽舆M(jìn)行業(yè)務(wù)處理。以webviwe來實(shí)現(xiàn)UI視圖及邏輯處理，并且每個視圖都有單獨(dú)的webview來承載，負(fù)責(zé)邏輯處理的執(zhí)行，在Android里主要通過WeixinJSCore.invokeHanlder實(shí)現(xiàn)，它用來提供JS的接口。軟件的輕量化使用了組件機(jī)制，MSSM等規(guī)則，基于Web規(guī)范，保證現(xiàn)有的代碼最大價值化，并且又易于理解和開發(fā)，使得更多的開發(fā)者愿意投入精力到輕量化軟件中。

另外中國的九大手機(jī)品牌廠商聯(lián)合推出了”快應(yīng)用“的框架如下。最上面是應(yīng)用形態(tài)以及場景入口，中間是快應(yīng)用引擎，底下是OS（操作系統(tǒng)）的基礎(chǔ)設(shè)施及其硬件。從執(zhí)行路徑層面，有標(biāo)準(zhǔn)的HTML5方式支撐通用的Web場景（一般通過系統(tǒng)的Webview組件或定制的Webview）， 以及 JS（JavaScript）+Native的方式，支撐更輕量、更快速的體驗(yàn)。

應(yīng)用的前端設(shè)計借鑒并整合了主流前端框架（Vue，React等）的設(shè)計思路：以組件化的方式構(gòu)建應(yīng)用，以數(shù)據(jù)綁定為核心的MVVM設(shè)計模式，以V-DOM的方式提升性能，同時選擇了簡潔清晰的類Vue的模板。同時對布局方面做了相應(yīng)精簡。從新的應(yīng)用形態(tài)、映射原生UI、能力開放的角度，需要定義一套組件與API規(guī)范，方便開發(fā)這快速開發(fā)應(yīng)用。

2.4構(gòu)建輕量化應(yīng)用開發(fā)框架模型

通過對現(xiàn)有的主流輕量化應(yīng)用平臺，我們構(gòu)建出輕量化應(yīng)用的框架模型。主要劃分為三個層次：顯示層、邏輯層、系統(tǒng)層。

顯示層：以web為基準(zhǔn)，使用前端技術(shù)棧開發(fā)，同時具備 H5 頁面和本地應(yīng)用的雙重優(yōu)點(diǎn)。

邏輯層：借助事件處理引擎實(shí)現(xiàn)了對底層API接口的調(diào)用和事件的邏輯處理。渲染引擎用來對顯示層進(jìn)行輸出，以及負(fù)責(zé)業(yè)務(wù)邏輯的實(shí)現(xiàn)。

系統(tǒng)層：硬件設(shè)備和系統(tǒng)服務(wù)的調(diào)用。

綜上來看，輕量化應(yīng)用架構(gòu)相比沉重的原生APP開發(fā)簡潔的多，對于擅長前端WEB的廣大開發(fā)者來說，大大降低了開發(fā)門檻。在輕量化平臺將框架構(gòu)建好之后，應(yīng)用開發(fā)者可以更加專注于表現(xiàn)層和系統(tǒng)層的處理。借助于前端技術(shù)的表現(xiàn)，能使應(yīng)用程序快速迭代，避免了用戶版本更新的不便利性。另一方面得益于輕量化開發(fā)降低了開發(fā)任務(wù)量，大大降低了應(yīng)用開發(fā)成本和時間，可以讓企業(yè)快速跟進(jìn)業(yè)務(wù)需求。

2.5 輕量化應(yīng)用的發(fā)展前景

輕量化應(yīng)用具有利基市場的特性，利基市場的中文定義是高度專門化的需求市場。

1）狹小的產(chǎn)品市場：輕量化軟件服務(wù)的對象是一個比較小的客戶群，輕量化軟件是一個極度細(xì)分化的狹小市場，正因?yàn)槿绱耍诰植啃纬傻牧α勘厝粔旱箓鹘y(tǒng)的軟件。

2）具有持續(xù)發(fā)展的潛力：輕量化軟件和傳統(tǒng)的軟件最大的區(qū)別在于它便捷和快速，更具針對的場景性需求，使傳統(tǒng)軟件無法輕易模仿和替代。

3）方便應(yīng)用開發(fā)者在用戶中快速建立了良好的口碑，降低應(yīng)用準(zhǔn)入門檻。

輕量化應(yīng)用軟件的這幾個特性，均符合利基市場（niche market）的中心戰(zhàn)略，因此，輕量化軟件理論上是可以在互聯(lián)網(wǎng)時代的市場競爭中得以生存下去。

正如騰訊微信事業(yè)群總裁張小龍所說：“小程序不同于 App，它是更靈活的組織形態(tài)。小程序推出并不是為了改變 App 的存在模式，相反，而是去滿足特定需求?！被ヂ?lián)網(wǎng)的發(fā)展，計算機(jī)管理系統(tǒng)的使用，讓企業(yè)更加重視是否能夠快速響應(yīng)用戶的請求，提供相應(yīng)的服務(wù)。軟件輕量化相比于傳統(tǒng)的軟件，將有壓倒性的優(yōu)勢。

在當(dāng)前的軟件市場中，輕量化的軟件所提供的功能已經(jīng)覆蓋了電商、科技、旅游、房產(chǎn)、媒體、教育、工具、交通、醫(yī)療等上百個方面。這也造成信息的碎片化非常嚴(yán)重，用戶的需求慢慢以完全的數(shù)據(jù)形式產(chǎn)生，這些東西的改變，使得目前的市場已經(jīng)開始構(gòu)建了一個數(shù)字化的場景環(huán)境，類似于小程序的輕量化軟件便逐步的占據(jù)市場。

2.6 輕量化應(yīng)用的弊端

輕量化應(yīng)用并不是全部超越傳統(tǒng)應(yīng)用程序，他也有自己的短板和限制，從輕量化軟件剛上線就處于長尾狀態(tài)就可以看出，輕量化應(yīng)用還存在很多問題：

1）輕量化應(yīng)用目前平臺入口較深，用戶不容易找到它們。

2）輕量化應(yīng)用的使用者不夠廣泛或客戶已經(jīng)習(xí)慣與傳統(tǒng)軟件的各個功能，對輕量化軟件不熟悉，還需要一段時間的適應(yīng)。

3）從開發(fā)者方面考慮，輕量化軟件的開發(fā)也相當(dāng)于增加了一個需要維護(hù)的平臺，而目前的用戶活躍度不高，開發(fā)者為了實(shí)現(xiàn)導(dǎo)流的目的，以至于開發(fā)者不得不放棄對輕量化軟件的開發(fā)。

3 結(jié)論——輕量化應(yīng)用取代傳統(tǒng)APP？

不難發(fā)現(xiàn)，平臺更迭速度越快，應(yīng)用軟件越容易臃腫化。浮躁的互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用環(huán)境下，很難有廠商能細(xì)細(xì)耕耘，生存問題尚難以解決，又怎么可能去給應(yīng)用程序減負(fù)？

就目前而言，輕量化應(yīng)用都屬于探索階段。主要應(yīng)用于低頻的使用場景，但對于高頻使用場景，本地APP地位依舊穩(wěn)固，輕量化應(yīng)用難有較大突破。另外，輕量化應(yīng)用還有入口接入的問題，增加了應(yīng)用的進(jìn)入深度。

在未來，輕量化應(yīng)用還需要進(jìn)一步革新。增加交互性，縮減自身短板。但毋庸置疑，輕量化已成為一種趨勢，得益于網(wǎng)絡(luò)傳輸速度的快速提升，未來必將會有更大的發(fā)展。

隨著網(wǎng)絡(luò)信息化時代的到來，輕量化應(yīng)用的普適性也將越來越強(qiáng)，短板會進(jìn)一步的補(bǔ)齊。在強(qiáng)大的傳輸速率支持下，本地硬件設(shè)備性能要求在不斷降低，而手機(jī)等智能設(shè)備，很可能轉(zhuǎn)變?yōu)橐粔K顯示的屏幕接口而已。云數(shù)據(jù)，云存儲，云應(yīng)用的進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)，輕量化應(yīng)用在體驗(yàn)性和功能性也將得到大幅提升。以后，輕量化應(yīng)用和傳統(tǒng)應(yīng)用很難有明顯的分界線，應(yīng)用形態(tài)的高度融合，很可能會是本地與云端的綜合體。

參考文獻(xiàn)：

[1] 喻國明，梁爽.小程序與輕應(yīng)用：基于場景的社會嵌入與群體互動[J].武漢大學(xué)學(xué)報（人文科學(xué)版），2017，70（06）：119-125.

[2] 劉紅衛(wèi).微信小程序應(yīng)用探析[J].無線互聯(lián)科技，2016（23）：11-12+40.

[3] 唐文捷，劉士成，張伍菲，等.輕應(yīng)用（Lapp）——App未來發(fā)展趨勢[J].三峽大學(xué)學(xué)報（人文社會科學(xué)版），2014，36（S2）：27-29.

[4] 杜吉志，徐明昆.Android系統(tǒng)內(nèi)存管理研究及優(yōu)化[J].軟件，2012，33（12）：89-90.