(NDK的也可是让Android应用不用跑在虚拟机上)

　　我们从谷歌后来的行动看到，情况好像没有这么简单。早在Android 2.3时期，谷歌就意识到Dalvik并非长久之计，就为Android引入了NDK——这是个真正的开发包，使用C/C++语言也可以为Android 开发应用，以这种方式开发的应用不会跑在虚拟机上。彼时的程序员认为，这是Android从应用层真正开始具备与iOS相抗衡实力的开始，但这种梦想很快 就被打破，一方面是让开发者放弃Java全面转向C/C++并不现实，而且后两者开发难度甚高，涉及内存操作甚至与设备驱动程序对话，对于Android 这种机器种类繁多的系统而言，开发者采用NDK很不现实(类似《极品飞车》这种大型3D游戏运行代码理应采用C++，所以这类游戏针对Android手机 的不同处理器甚至还有不同的版本)。

　　所以在Android 4.4时期，谷歌为之引入了一种新的ART虚拟机，用以替代Dalvik。ART的特点是相比Dalvik更为高效：Dalvik虚拟机在每次运行应用时 会将之编译为二进制机器代码，ART的改进之一就在于在应用安装的时候就将二进制代码编译完成(所以每个应用安装所占空间会更大)，这叫预编译模式，而不 是等到每次运行应用才编译。

　　理论上听来，ART似乎的确较Dalvik效率更高些，谷歌自己说ART对比Dalvik速度平均提升幅度达到80%，不过各位已经在用 Android 4.4甚至5.0的小伙伴有这种体会吗?或许今后随着Android生态以及系统自身的完善，ART可以表现出更大的优势，起码现在我们没怎么看出来它对 系统流畅性体验改善有多大贡献。

　　另外，在系统框架层面，除了探讨虚拟机可能是拖垮Android流畅性的元凶之一这种说法，还有人也会谈到Linux这类宏内核在驱动方面的先天不足，这些或许都是阻碍Android有丝般流畅的要素，但是否还有其他原因呢?

　　硬件加速弱爆了

　　显示系统图形界面的时候，如果画图的工作都交给CPU完成，这效率是可想而知的，犹如你让一位精通数学的同学画图，多少他倒是能画，只是能不能画好 很成问题。如果GPU，也就是专门的画图工作者能够协助这个过程，情况自是大不相同。虽说系统流畅性是个相当大的话题，但硬件加速是否做得好就成为其中的 重要因素。

　　完善如上所述的这个过程，几乎是贯穿Android 2.x早期，到最新的Android 5.1，甚至此后很长一段时间内，谷歌需要努力的方向。针对系统图片、网页等2D图形绘制，Android所用的是谷歌早在2005年就收购的 Skia(那时Android都还没出生，Chrome也采用Skia作为2D图形引擎)。

　　Skia原始版本的图形光栅处理完全基于CPU和软件运算，也就是说早期Android的2D图形绘制对GPU的利用率存在严重不足，相较iOS和Windows Phone这种在硬件加速领域有着很久积累的系统完全不是一个水平。

　　在Android的系统设置-调试选项中，有个“强制进行GPU渲染”选项，开启这个选项以后会发现某些应用的运行的确更流畅了，但有些则出现了更 糟糕的使用体验。在Android 2.3时代，国外科技博客DorothyBrowse特别强制开启这种Skia GPU加速，尝试进行Webkit渲染(Chrome的渲染引擎)测试，结果发现相较CPU自己画图，所谓的GPU加速居然出现了反效果，可知当时的 Skia GPU加速在Android平台有多么不成熟。

　　在Android 3.0之前，这套系统都没有真正行之有效的图形加速方案(即便从初版开始，Android就在努力融合硬件加速)，Android 3.0才实现窗口相对完整的硬件加速绘制。实际上，即便是到Android 4.1，谷歌大肆宣传的黄油计划，过渡动画帧率达到60fps，通过预判和缓冲来提升效率，其GPU加速支持也并不完整。谷歌自己的官方文档中就提到，并 不是所有2D图像操作的API都已经支持硬件加速。

　　不过总的说来，Android的GPU加速是朝着逐步完善的方向发展的，最新版相较过去已经有了很大程度的提升，从系统级应用和各类操作这些年来流 畅度的明确提升就能感觉得到，即便这种提升在iOS和Windows Phone面前还是显得有些无力。可是来到第三方应用，这个问题又变得非常复杂。

　　第三方应用质量很悲剧

　　在宣称如“丝般顺滑”、甚至“赶超iOS”的Android 4.1问世以后，不说和iOS比实际如何，其系统级应用倒真的流畅了很多，可是第三方应用死性未改，该怎么卡还是怎么卡。这就是个相当复杂的问题了。

　　其一，在Android一步步向前的步伐中，API Level越高，GPU硬件加速也的确愈加完善，比如Android 5.1所用API Level 22。所谓的API Level，标识的是Android平台框架的API版本。这个API可以理解为Android所跑虚拟机针对应用开发而支持的功能，随着版本号的变化， 这些“功能”在发生着升级或转变。对Android的系统应用而言，采用最新的API是理所当然的，流畅性也保持在最佳状态。

　　但对第三方应用来说，采用最新的API，就意味着对旧版本系统的抛弃。比如微信应用更新，如果很任性地用上API Level 22，那么最新版的微信将只支持Android 5.1，人类可以忍受吗?所以微信迄今为止还在采用API Level 9，微博则为API Level 14。这种API的迭代，也是苹果为何高度追求系统一致性的重要原因。想想Android系统的碎片化问题，第三方应用要变得更高效，好像是个根本无法完 成的任务。

　　这还只是第三方应用开发的一环。其二，Android应用开发者的“随性”让Android应用的效率更加悲惨。比如说谷歌在应用开发的指导原则中提到，如果应用不够流畅，应该看看是否存在“过度渲染(OverDraw)”的问题，就是布局重叠、重复绘制。

　　要检查这个问题，有兴趣的同学可以一起来做这个实验。在Android系统设置的开发者选项中，选择“显示GPU过度绘制”，此时整个界面变得花花 绿绿一片。这些色块所表达的是，无色透明状态为最佳，蓝色表示很好，绿色为不错，浅红色表示较差，深红色为过度绘制问题严重。类似Instagram等应 用的情况似乎挺好，而某博和Facebook过度渲染的问题就很严重。这只是Android应用开发中的一个例子，如此这般罔顾开发原则的状况那是数也数 不清的。在Android相对开放的应用世界中，这种情况是不会有警察去抓的，显然iOS全程把关App Store就不会这么悲剧。

　　其三，在天朝这样一个奇特的国度，开放的系统无疑为许多应用开发商提供了大好机会。很多应用当安装到你手机中，其行为习惯可能是你完全不知道了，而且可能实情会更令你震惊，这就是下面一个话题了。

　　内存居然还不够用?装越多APP手机越卡

　　相关Android装越多应用，手机越卡的解释非常多样，甚至包括对于固态存储原理的解释。或许这些都是原因所在，不过更关键的原因是这样 的：Android系统中有个叫做Receiver(接收器?)的东西，负责传递系统接收到的变化，就像是神经系统。比如说按下Power键锁屏，长按关 机，或者长按相机按键启动相机应用，或者插入耳机，都是在Receiver接收到以后通知相应apk，后由程序给出响应。

　　应用本身就可以跟系统注册任何形式的Receiver，其较大的用处之一是通知系统启动某个程序。比如YouTube的Receiver在开机时、 系统语言切换后、系统账户改变后这三种情况下自动启动YouTube应用本身——这是个比较常见的Receiver。而国内的诸多“异士”是如何写 Receiver的呢?

　　某些著名视频站APP在下面这些情况下都会启动，包含开机时、网络状况改变时(2G、3G与WiFi间切换)、安装其它App时、卸载其它APP 时、用户唤醒机器时.。。对于用户而言，无论你怎么杀进程清内存，只要这些操作被触发，Receiver就会启动相应程序，话说连个WiFi、下个新应用 都要启动该应用，哪有透明度可言，真是独有社会主义特色。

　　此类国产APP相当多见，常见Receiver动作还有：耳机拔出或插入时、文件下载完成后、WiFi扫描SSID完成后，都启动程序，是不是感觉 灰常神奇?它们的宗旨就是永远不会被你杀死，什么一键杀进程，分分钟给你活过来，除非彻底卸载它们，或禁用相应Reciever。在这种情况 下，Android系统对于内存容量的要求自然是非一般的。

　　所谓的内存回收机制此刻都已不值一提，何以iPhone 1GB内存流畅运行至今，而Android现如今已是3GB时代;这也是很多Android优化文章告诉用户，如果某应用一周不用就卸载的核心所在，环境使然。你听说过iOS优化让用户卸应用的吗?

    碎片化问题让Android千疮百孔

　　可以说，除了Android本身的顽疾之外，导致上述绝大部分问题的根源就是Android的碎片化，无论是Android自身开放的态度让各种高 配、低配的手机都在使用，还是手机制造商对Android进行的二次开发。要将硬件加速做好、规范第三方应用质量，在Android开放的理念下是几近不 可能完成的任务，且谷歌自己都难以收拾局面。

　　Android的开放和碎片化带来的问题还远不止上面这些，一个典型的例子是iOS和Windows Phone都具备了特别出色的信息推送机制，比如说QQ、微信接收消息，在iOS和Windows Phone中，应用本身不需要常驻后台，通过每台手机和推送服务器保持唯一连接，就能收到推送通知，无论对性能和功耗的节省都具备了极大的意义。

　　Android系统当然也具备了消息推送的可行性，但由于碎片化问题，以及国内因为某种原因不得不去掉谷歌服务的现状，令Android不同应用采 用五花八门的推送机制。许多Android应用获取消息的方式是轮询(而非推送)，即应用主动地与服务器连接并查询是否有新消息，可想而知它对系统和网络资源的消耗。

　　关乎Android系统本身，则除了文首提到的虚拟机机制，还有许多相当微妙的问题形成它与iOS之间的流畅性差异，比如Android对多任务的 支持更类似于桌面系统，本身就只有靠堆砌硬件才能满足这种多任务的需求，当然iOS的多任务也已经不像很多人理解的那样，是多年前的“假后台”了，它针对 , 第三方应用开放的多任务API正越来越多。

　　总之，Android的卡顿和不流畅是个极其复杂、庞大的问题，上面所提的这些也只是挖掘了其中的一部分。就Android系统的发展轨迹来看，从 初代问世至今，其发展史都可以看做是谷歌在系统流畅性问题上所做的一次次努力，流畅性改善甚至是Android前行的一条线索，所以谷歌也才毫不吝啬地一 次次地宣传，我们的系统更流畅了，不管相较竞争对手有多大差距和多少不可控性，现在的Android也已经比过去流畅了很多，虽然未来还有很长的路要走。