8月11日，小米開(kāi)始推送***批MIUI9開(kāi)發(fā)版適配機(jī)型，包括了小米6、小米5X、紅米Note 4X(高通版)，這是小米發(fā)布全新一代MIUI系統(tǒng)后，小米手機(jī)系統(tǒng)升級(jí)的***步。在此之前，從7月27日開(kāi)始往后短短半個(gè)月時(shí)間，MIUI9內(nèi)測(cè)階段已經(jīng)有10萬(wàn)人通過(guò)刷機(jī)或OTA在線升級(jí)方式使用上MIUI9。

　　在MIUI9發(fā)布后半個(gè)月時(shí)間里，翻看微博和知乎平臺(tái)上網(wǎng)友的評(píng)價(jià)，這10萬(wàn)用上MIUI9的小米發(fā)燒友，對(duì)MIUI9打出的“快如閃電”體驗(yàn)給予了很正面的評(píng)價(jià)，稱(chēng)贊***一代MIUI系統(tǒng)“快得飛起”“快得不像安卓系統(tǒng)”。 

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　　這種“快”是怎么練就的?7月26日發(fā)布會(huì)當(dāng)天由于時(shí)間有限PPT上只是一帶而過(guò)，“應(yīng)用啟動(dòng)加速”、“動(dòng)態(tài)資源管控”、“內(nèi)存實(shí)時(shí)反碎片”等十幾個(gè)黑科技詞匯聽(tīng)起來(lái)不明覺(jué)厲，但似乎又不明所以。本周小編與我們工程師進(jìn)行了一場(chǎng)深度交流，深入研究MIUI9是如何“變快”的。

　　安卓手機(jī)使用越久會(huì)越卡?看工程師怎么說(shuō)

　　安卓手機(jī)使用時(shí)間越長(zhǎng)，系統(tǒng)運(yùn)行速度會(huì)變慢，給普通用戶(hù)的感覺(jué)就是“卡頓”“不跟手”。同時(shí)使用iPhone和安卓手機(jī)的“雙槍黨”這種感受會(huì)更明顯一些。

　　對(duì)于工程師來(lái)說(shuō)，這個(gè)現(xiàn)象是有悖常理的。因?yàn)槭謾C(jī)的硬件配置，諸如CPU、內(nèi)存、GPU等不會(huì)隨著手機(jī)使用時(shí)間變長(zhǎng)出現(xiàn)過(guò)多損耗。另一方面，雖然每臺(tái)手機(jī)里安裝的APP有幾十上百個(gè)，但最常用的也一般在10個(gè)以?xún)?nèi)，安卓手機(jī)的高配置是可以支撐這些應(yīng)用流暢運(yùn)行的。

　　那么問(wèn)題出在哪里?工程師向我們介紹，很重要一個(gè)原因是安卓系統(tǒng)的開(kāi)放性，導(dǎo)致眾多APP在調(diào)用手機(jī)系統(tǒng)權(quán)限和資源時(shí)不克制乃至貪婪，甚至相互之間不斷交叉喚醒，發(fā)生CPU、GPU、I/O資源、網(wǎng)絡(luò)帶寬等資源不當(dāng)占用，該快的時(shí)候不快，發(fā)生卡頓。

　　作為手機(jī)操作系統(tǒng)，過(guò)去四年時(shí)間，MIUI一直在做這方面的管束。比如2013年MIUI V5推出對(duì)齊喚醒，把多次不間斷喚醒管控為集中式喚醒;2015年MIUI7推出增強(qiáng)版對(duì)齊喚醒，續(xù)航時(shí)間比上一代MIUI6延長(zhǎng)了25%。今年MIUI9，在資源管控方面可謂下了“重典”，重點(diǎn)分配資源給當(dāng)前正在使用的APP，約束其他非活躍應(yīng)用。同步實(shí)施的還有文件系統(tǒng)的升級(jí)，內(nèi)存實(shí)時(shí)反碎片技術(shù)，核心組件擁塞控制機(jī)制，等等。出來(lái)的效果就是影響手機(jī)體驗(yàn)的核心幾十項(xiàng)問(wèn)題里，通過(guò)逐步克服優(yōu)化，讓手機(jī)的流暢體驗(yàn)發(fā)生了質(zhì)變。接下來(lái)，在小米工程師的科普下，筆者帶大家來(lái)深入了解這些背后的黑科技。

　　用來(lái)武裝MIUI9的12項(xiàng)黑科技，“黑”在哪里?

　　根據(jù)小米的說(shuō)法，MIUI9共采用了12項(xiàng)黑科技，來(lái)打造“快如閃電”的系統(tǒng)。它們分別是：應(yīng)用啟動(dòng)加速，動(dòng)態(tài)資源分配，關(guān)鍵場(chǎng)景響應(yīng)加速，核心組件擁塞控制，持續(xù)自動(dòng)清理，全新文件系統(tǒng)，文件系統(tǒng)緩存管理，內(nèi)存實(shí)時(shí)反碎片，異常排除機(jī)制，提高通訊效率，無(wú)線數(shù)據(jù)包加速，深度復(fù)蘇。由于文章篇幅有限，下面重點(diǎn)介紹其中5項(xiàng)黑科技技術(shù)。

　　1、動(dòng)態(tài)資源分配

　　動(dòng)態(tài)資源分配技術(shù)，表面上是手機(jī)系統(tǒng)對(duì)于各種資源如CPU資源、內(nèi)存資源、I/O資源、網(wǎng)絡(luò)帶寬資源的合理分配，實(shí)際上背后需要非常龐大的數(shù)據(jù)支撐才能讓各種系統(tǒng)資源合理分配。簡(jiǎn)單來(lái)講，MIUI9系統(tǒng)大幅提高當(dāng)前應(yīng)用在資源分配中的權(quán)重，對(duì)高優(yōu)先級(jí)應(yīng)用進(jìn)行了更細(xì)致區(qū)分。

　　其實(shí)安卓原生系統(tǒng)很早就設(shè)置了“前臺(tái)應(yīng)用”“后臺(tái)應(yīng)用”兩個(gè)調(diào)度組，來(lái)管控資源分配。MIUI9更進(jìn)一步，把介于前臺(tái)、后臺(tái)之間的應(yīng)用行為比如通知欄應(yīng)用放到第三個(gè)組，如果前臺(tái)應(yīng)用(即當(dāng)前正在使用的應(yīng)用)運(yùn)行資源不足，會(huì)擠壓“第三組應(yīng)用”調(diào)用系統(tǒng)資源的份額，確保當(dāng)前應(yīng)用流暢運(yùn)行。這個(gè)過(guò)程就像一個(gè)家長(zhǎng)管理孩子們對(duì)零食、書(shū)籍、玩具……需求一樣，不能無(wú)盡應(yīng)允，也不能隨時(shí)隨地應(yīng)允，必須加以合理管控和引導(dǎo)才能教出一個(gè)“好孩子”。

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　　2、全新文件系統(tǒng)

　　MIUI9采用了與***一代Android O系統(tǒng)相同的SDcardfs文件系統(tǒng)，這是安卓系統(tǒng)未來(lái)的發(fā)展方向。

　　在此之前，原生Android為了讓各個(gè)應(yīng)用之間數(shù)據(jù)隔離，讓A應(yīng)用沒(méi)法讀取B應(yīng)用數(shù)據(jù)，在系統(tǒng)中增加了一個(gè)叫“Fuse”的虛擬文件系統(tǒng)，當(dāng)應(yīng)用需要讀寫(xiě)虛擬SD卡中的數(shù)據(jù)時(shí)，必須經(jīng)過(guò)Fuse空間才可以傳送到系統(tǒng)底層EXT4空間，然后系統(tǒng)底層和Fuse虛擬空間會(huì)進(jìn)行多次往返的數(shù)據(jù)傳送，最終再傳送給系統(tǒng)前端，實(shí)現(xiàn)一個(gè)完整的操作閉環(huán)(在實(shí)際操作手機(jī)的體驗(yàn)中，這個(gè)過(guò)程是毫秒級(jí)的)。

　　因?yàn)?ldquo;Fuse”虛擬文件系統(tǒng)和“EXT4”底層之間頻繁的數(shù)據(jù)讀寫(xiě)會(huì)對(duì)應(yīng)用啟動(dòng)速度產(chǎn)生影響。根據(jù)Google在Pixel上的測(cè)試數(shù)據(jù)，通過(guò)“Fuse”虛擬文件系統(tǒng)隨機(jī)寫(xiě)的速度損耗達(dá)30%-50%，而SDcardfs損耗則可以控制在5%以?xún)?nèi)，另外“Fuse”隨機(jī)讀取數(shù)據(jù)的速度損耗達(dá)到90%以上，SDcardfs可以控制在20%以?xún)?nèi)。這正是這種巨大的讀寫(xiě)速度提升，最終呈現(xiàn)給用戶(hù)的是App應(yīng)用相應(yīng)速度的大幅提升。

　　MIUI 9系統(tǒng)采用全新的SDcardfs文件系統(tǒng)后——這是***一代Android O/Android 8.0采用的技術(shù)，代表著安卓系統(tǒng)未來(lái)的發(fā)展方向——應(yīng)用啟動(dòng)速度有明顯的提升。比如在小米內(nèi)部測(cè)試中，游戲《陰陽(yáng)師》在小米6上的啟動(dòng)速度由9秒迅速縮減至5秒左右，效果非常明顯。

　　3、內(nèi)存實(shí)時(shí)反碎片

　　內(nèi)存實(shí)時(shí)反碎片也是MIUI9一項(xiàng)黑科技。那么什么是手機(jī)的內(nèi)存碎片?舉一個(gè)通俗的例子：如果我們把手機(jī)內(nèi)存看作一個(gè)記事本，數(shù)據(jù)讀寫(xiě)看作在本子上寫(xiě)入內(nèi)容。隨著手機(jī)啟動(dòng)，各種應(yīng)用以及系統(tǒng)數(shù)據(jù)會(huì)不斷寫(xiě)入內(nèi)存中，這時(shí)候會(huì)出現(xiàn)記事本上某一頁(yè)紙上沒(méi)有寫(xiě)入內(nèi)容(“一頁(yè)紙”在內(nèi)存中的單位是4kb)，而前后兩頁(yè)均被使用的情況，這時(shí)我們可以把這頁(yè)沒(méi)有使用的“紙張”看作一個(gè)內(nèi)存碎片——對(duì)于一臺(tái)4GB運(yùn)行內(nèi)存(RAM)的手機(jī)來(lái)說(shuō)，這類(lèi)碎片可能是幾千個(gè)。

　　隨著手機(jī)使用時(shí)間增長(zhǎng)，手機(jī)內(nèi)存中有可能會(huì)出現(xiàn)大量不連續(xù)的內(nèi)存碎片，當(dāng)有些數(shù)據(jù)的讀寫(xiě)需要使用連續(xù)內(nèi)存頁(yè)時(shí)，雖然手機(jī)此時(shí)還有內(nèi)存，但由于它是不連續(xù)的，從而導(dǎo)致應(yīng)用數(shù)據(jù)無(wú)法讀寫(xiě)。針對(duì)這個(gè)狀況，安卓原生系統(tǒng)其實(shí)做了不少工作，它通過(guò)內(nèi)存回收的方式“騰出”可以滿(mǎn)足當(dāng)前需求的連續(xù)內(nèi)存頁(yè)。

　　但遇到多任務(wù)切換或系統(tǒng)資源調(diào)用時(shí)，剛騰出來(lái)的A內(nèi)存，如果此時(shí)你去做B操作，A內(nèi)存數(shù)據(jù)已經(jīng)被回收了;當(dāng)你從B操作切回到A時(shí)，系統(tǒng)需要重新去找滿(mǎn)足A的連續(xù)內(nèi)存頁(yè)并寫(xiě)入數(shù)據(jù)……如此反復(fù)倒騰，會(huì)加速了手機(jī)I/O硬件損耗，并且對(duì)系統(tǒng)流暢性大打折扣。

　　MIUI 9采用內(nèi)存實(shí)時(shí)反碎片技術(shù)，通過(guò)復(fù)雜的算法來(lái)判斷內(nèi)存碎片是否可以被移動(dòng)和整理，***程度保證系統(tǒng)內(nèi)存的實(shí)時(shí)連續(xù)性，以應(yīng)對(duì)隨時(shí)可能出現(xiàn)的連續(xù)內(nèi)存數(shù)據(jù)讀寫(xiě)需求，從而減少因?yàn)閮?nèi)存的不連續(xù)性導(dǎo)致的頻繁回收和重寫(xiě)，讓系統(tǒng)的內(nèi)存讀寫(xiě)時(shí)刻處于***狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)流暢運(yùn)行。

　　4、文件系統(tǒng)緩存管理

　　和內(nèi)存實(shí)時(shí)反碎片功能有所關(guān)聯(lián)的是文件系統(tǒng)緩存管理技術(shù)。在手機(jī)打開(kāi)存儲(chǔ)空間里的一個(gè)視頻或者圖片時(shí)，手機(jī)系統(tǒng)需要先將文件數(shù)據(jù)寫(xiě)入系統(tǒng)內(nèi)存，再通過(guò)讀取系統(tǒng)內(nèi)存數(shù)據(jù)將文件展示到用戶(hù)眼前。

　　前面我們提到了當(dāng)系統(tǒng)連續(xù)內(nèi)存數(shù)據(jù)不滿(mǎn)足當(dāng)前操作所需時(shí)，會(huì)進(jìn)行內(nèi)存回收釋放，這就可能導(dǎo)致部分熱點(diǎn)文件的數(shù)據(jù)被頻繁的回收和讀取。

　　MIUI9文件系統(tǒng)緩存管理就是通過(guò)系統(tǒng)算法判斷熱點(diǎn)文件所使用的系統(tǒng)緩存，對(duì)它們加以保護(hù)，防止出現(xiàn)因?yàn)閮?nèi)存回收導(dǎo)致的數(shù)據(jù)反復(fù)讀取現(xiàn)象。

　　5、核心組件擁塞控制

　　由于文章篇幅所限，***再向大家介紹一個(gè)MIUI9黑科技——核心組件擁塞控制。

　　一般來(lái)講，手機(jī)系統(tǒng)核心組件包括“廣播”、“服務(wù)”、“界面”和“讀取數(shù)據(jù)庫(kù)”四大組件，每一個(gè)應(yīng)用都包含了這四個(gè)組件。例如高德地圖的發(fā)push消息(廣播)，在導(dǎo)航時(shí)告訴手機(jī)系統(tǒng)不要熄屏(服務(wù))，APP的操作界面(界面)，在多任務(wù)后臺(tái)停留(讀取數(shù)據(jù)庫(kù))等等行為，都是通過(guò)“組件”來(lái)實(shí)現(xiàn)的。可以說(shuō)所有APP在手機(jī)里的存在，都是表現(xiàn)為“組件的行為”。

　　不同APP組件之間存在資源的競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系，比如各個(gè)應(yīng)用都需要讀取數(shù)據(jù)庫(kù)，但系統(tǒng)一次只會(huì)允許一個(gè)應(yīng)用的系統(tǒng)組件讀取，其他應(yīng)用的“組件行為”就需要排隊(duì)等候。

　　為了能夠讓自己的系統(tǒng)組件得到快速響應(yīng)，某些應(yīng)用會(huì)采取一些非常規(guī)手段進(jìn)行插隊(duì)，這就可能導(dǎo)致其他應(yīng)用的組件需求無(wú)法得到及時(shí)滿(mǎn)足，從而導(dǎo)致系統(tǒng)出現(xiàn)卡頓、耗電等情況。

　　對(duì)此MIUI 9引入核心組件擁塞控制技術(shù)，當(dāng)發(fā)現(xiàn)一些非常規(guī)組件頻繁發(fā)起響應(yīng)請(qǐng)求，長(zhǎng)時(shí)間占用CPU、內(nèi)存等硬件資源時(shí)，系統(tǒng)會(huì)對(duì)其行為進(jìn)行判斷，如果不是緊急需求，便會(huì)降低該應(yīng)用的優(yōu)先權(quán)，比如限制其***可用CPU資源，從而保證其他的系統(tǒng)組件獲得足夠的硬件資源支持。

　　當(dāng)然，除了上面筆者所講到的幾項(xiàng)黑科技技術(shù)，MIUI 9還采用了關(guān)鍵場(chǎng)景響應(yīng)加速、持續(xù)自動(dòng)清理、異常排除機(jī)制、無(wú)線數(shù)據(jù)包加速等等黑科技，這里就不一一展開(kāi)了，下次有機(jī)會(huì)再找小米工程師來(lái)進(jìn)行科普。總之在這些黑科技加持下，小米有底氣喊出“MIUI9快如閃電”的口號(hào)，并最終得到米粉和媒體的認(rèn)可。

　　死磕“快體驗(yàn)”，MIUI9升級(jí)計(jì)劃按批次有序推進(jìn)

　　快如閃電的MIUI9還在路上。

　　根據(jù)發(fā)布會(huì)公布的官方消息，MIUI9開(kāi)發(fā)版對(duì)小米機(jī)型的適配，分為3個(gè)批次，***批分別甄選了一個(gè)小米機(jī)型(小米6)和一個(gè)紅米機(jī)型(紅米Note4X高通版)，及一部新手機(jī)(小米5X)。第二批為小米MIX、小米Note 2、小米5系列等熱門(mén)機(jī)型，第三批為眾多紅米和紅米Note系列機(jī)型。MIUI9穩(wěn)定版升級(jí)計(jì)劃以MIUI論壇公告和MIUI官方微博/微信為準(zhǔn)。

　　從機(jī)型適配的數(shù)量來(lái)看，MIUI9不亞于以往版本，甚至對(duì)于米粉期望比較低的小米2/2S都進(jìn)行了適配。不過(guò)工程師告訴我們，下一代MIUI系統(tǒng)適配小米機(jī)型的數(shù)量肯定會(huì)減少，原計(jì)劃中小米2/2S是不在適配序列的。并且將來(lái)為了確保每個(gè)機(jī)型更爽快的系統(tǒng)體驗(yàn)，還在討論以“24個(gè)月”為標(biāo)準(zhǔn)規(guī)劃M(mǎn)IUI新版本的升級(jí)適配工作。

　　據(jù)小米工程師介紹，今年的適配計(jì)劃確實(shí)與往年不太一樣。以往MIUI新版本發(fā)布，是摧枯拉朽式的對(duì)齊發(fā)布，快速升級(jí)，快速普及。今年MIUI9穩(wěn)扎穩(wěn)打，主攻品質(zhì)，主攻“快如閃電”，先在部分機(jī)型上驗(yàn)證成功模式，再?gòu)?fù)制到其他機(jī)型上，確實(shí)需要一個(gè)過(guò)程。據(jù)稱(chēng)2017年結(jié)束前工程師將會(huì)集中精力有序推進(jìn)MIUI9對(duì)小米機(jī)型的適配工作。所謂“魚(yú)與熊掌不可兼得”，期待早日用上MIUI9的米粉要耐心等待咯。

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　　現(xiàn)在MIUI 9首批內(nèi)測(cè)已經(jīng)結(jié)束，8月11日也是MIUI9***批開(kāi)發(fā)版發(fā)布時(shí)間，小米6、小米5X、紅米Note 4X已經(jīng)可以正式升級(jí)MIUI9開(kāi)發(fā)版。從過(guò)去一段時(shí)間來(lái)看，10萬(wàn)米粉和主流媒體都給予了MIUI9高度評(píng)價(jià)，認(rèn)可它的快如閃電。認(rèn)可了發(fā)布會(huì)上MIUI負(fù)責(zé)人洪鋒所提的“MIUI 9也許是最快的安卓系統(tǒng)”的說(shuō)法。

　　隨著MIUI 9的不斷適配升級(jí)，將會(huì)有更多人體驗(yàn)到全新MIUI系統(tǒng)帶來(lái)的流暢體驗(yàn)。筆者也希望看到更多手機(jī)廠商在操作系統(tǒng)的基礎(chǔ)體驗(yàn)上更加用心和負(fù)責(zé)，讓國(guó)產(chǎn)手機(jī)的操作體驗(yàn)再上新臺(tái)階。