8月11日，小米開始推送***批MIUI9開發(fā)版適配機型，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，小米手機系統(tǒng)升級的***步。在此之前，從7月27日開始往后短短半個月時間，MIUI9內(nèi)測階段已經(jīng)有10萬人通過刷機或OTA在線升級方式使用上MIUI9。

　　在MIUI9發(fā)布后半個月時間里，翻看微博和知乎平臺上網(wǎng)友的評價，這10萬用上MIUI9的小米發(fā)燒友，對MIUI9打出的“快如閃電”體驗給予了很正面的評價，稱贊***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)布會當(dāng)天由于時間有限PPT上只是一帶而過，“應(yīng)用啟動加速”、“動態(tài)資源管控”、“內(nèi)存實時反碎片”等十幾個黑科技詞匯聽起來不明覺厲，但似乎又不明所以。本周小編與我們工程師進行了一場深度交流，深入研究MIUI9是如何“變快”的。

　　安卓手機使用越久會越卡?看工程師怎么說

　　安卓手機使用時間越長，系統(tǒng)運行速度會變慢，給普通用戶的感覺就是“卡頓”“不跟手”。同時使用iPhone和安卓手機的“雙槍黨”這種感受會更明顯一些。

　　對于工程師來說，這個現(xiàn)象是有悖常理的。因為手機的硬件配置，諸如CPU、內(nèi)存、GPU等不會隨著手機使用時間變長出現(xiàn)過多損耗。另一方面，雖然每臺手機里安裝的APP有幾十上百個，但最常用的也一般在10個以內(nèi)，安卓手機的高配置是可以支撐這些應(yīng)用流暢運行的。

　　那么問題出在哪里?工程師向我們介紹，很重要一個原因是安卓系統(tǒng)的開放性，導(dǎo)致眾多APP在調(diào)用手機系統(tǒng)權(quán)限和資源時不克制乃至貪婪，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，該快的時候不快，發(fā)生卡頓。

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

　　用來武裝MIUI9的12項黑科技，“黑”在哪里?

　　根據(jù)小米的說法，MIUI9共采用了12項黑科技，來打造“快如閃電”的系統(tǒng)。它們分別是：應(yīng)用啟動加速，動態(tài)資源分配，關(guān)鍵場景響應(yīng)加速，核心組件擁塞控制，持續(xù)自動清理，全新文件系統(tǒng)，文件系統(tǒng)緩存管理，內(nèi)存實時反碎片，異常排除機制，提高通訊效率，無線數(shù)據(jù)包加速，深度復(fù)蘇。由于文章篇幅有限，下面重點介紹其中5項黑科技技術(shù)。

　　1、動態(tài)資源分配

　　動態(tài)資源分配技術(shù)，表面上是手機系統(tǒng)對于各種資源如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。簡單來講，MIUI9系統(tǒng)大幅提高當(dāng)前應(yīng)用在資源分配中的權(quán)重，對高優(yōu)先級應(yīng)用進行了更細(xì)致區(qū)分。

　　其實安卓原生系統(tǒng)很早就設(shè)置了“前臺應(yīng)用”“后臺應(yīng)用”兩個調(diào)度組，來管控資源分配。MIUI9更進一步，把介于前臺、后臺之間的應(yīng)用行為比如通知欄應(yīng)用放到第三個組，如果前臺應(yīng)用(即當(dāng)前正在使用的應(yīng)用)運行資源不足，會擠壓“第三組應(yīng)用”調(diào)用系統(tǒng)資源的份額，確保當(dāng)前應(yīng)用流暢運行。這個過程就像一個家長管理孩子們對零食、書籍、玩具……需求一樣，不能無盡應(yīng)允，也不能隨時隨地應(yīng)允，必須加以合理管控和引導(dǎo)才能教出一個“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)未來的發(fā)展方向。

　　在此之前，原生Android為了讓各個應(yīng)用之間數(shù)據(jù)隔離，讓A應(yīng)用沒法讀取B應(yīng)用數(shù)據(jù)，在系統(tǒng)中增加了一個叫“Fuse”的虛擬文件系統(tǒng)，當(dāng)應(yīng)用需要讀寫虛擬SD卡中的數(shù)據(jù)時，必須經(jīng)過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虛擬空間會進行多次往返的數(shù)據(jù)傳送，最終再傳送給系統(tǒng)前端，實現(xiàn)一個完整的操作閉環(huán)(在實際操作手機的體驗中，這個過程是毫秒級的)。

　　因為“Fuse”虛擬文件系統(tǒng)和“EXT4”底層之間頻繁的數(shù)據(jù)讀寫會對應(yīng)用啟動速度產(chǎn)生影響。根據(jù)Google在Pixel上的測試數(shù)據(jù)，通過“Fuse”虛擬文件系統(tǒng)隨機寫的速度損耗達(dá)30%-50%，而SDcardfs損耗則可以控制在5%以內(nèi)，另外“Fuse”隨機讀取數(shù)據(jù)的速度損耗達(dá)到90%以上，SDcardfs可以控制在20%以內(nèi)。這正是這種巨大的讀寫速度提升，最終呈現(xiàn)給用戶的是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)未來的發(fā)展方向——應(yīng)用啟動速度有明顯的提升。比如在小米內(nèi)部測試中，游戲《陰陽師》在小米6上的啟動速度由9秒迅速縮減至5秒左右，效果非常明顯。

　　3、內(nèi)存實時反碎片

　　內(nèi)存實時反碎片也是MIUI9一項黑科技。那么什么是手機的內(nèi)存碎片?舉一個通俗的例子：如果我們把手機內(nèi)存看作一個記事本，數(shù)據(jù)讀寫看作在本子上寫入內(nèi)容。隨著手機啟動，各種應(yīng)用以及系統(tǒng)數(shù)據(jù)會不斷寫入內(nèi)存中，這時候會出現(xiàn)記事本上某一頁紙上沒有寫入內(nèi)容(“一頁紙”在內(nèi)存中的單位是4kb)，而前后兩頁均被使用的情況，這時我們可以把這頁沒有使用的“紙張”看作一個內(nèi)存碎片——對于一臺4GB運行內(nèi)存(RAM)的手機來說，這類碎片可能是幾千個。

　　隨著手機使用時間增長，手機內(nèi)存中有可能會出現(xiàn)大量不連續(xù)的內(nèi)存碎片，當(dāng)有些數(shù)據(jù)的讀寫需要使用連續(xù)內(nèi)存頁時，雖然手機此時還有內(nèi)存，但由于它是不連續(xù)的，從而導(dǎo)致應(yīng)用數(shù)據(jù)無法讀寫。針對這個狀況，安卓原生系統(tǒng)其實做了不少工作，它通過內(nèi)存回收的方式“騰出”可以滿足當(dāng)前需求的連續(xù)內(nèi)存頁。

　　但遇到多任務(wù)切換或系統(tǒng)資源調(diào)用時，剛騰出來的A內(nèi)存，如果此時你去做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，系統(tǒng)需要重新去找滿足A的連續(xù)內(nèi)存頁并寫入數(shù)據(jù)……如此反復(fù)倒騰，會加速了手機I/O硬件損耗，并且對系統(tǒng)流暢性大打折扣。

　　MIUI 9采用內(nèi)存實時反碎片技術(shù)，通過復(fù)雜的算法來判斷內(nèi)存碎片是否可以被移動和整理，***程度保證系統(tǒng)內(nèi)存的實時連續(xù)性，以應(yīng)對隨時可能出現(xiàn)的連續(xù)內(nèi)存數(shù)據(jù)讀寫需求，從而減少因為內(nèi)存的不連續(xù)性導(dǎo)致的頻繁回收和重寫，讓系統(tǒng)的內(nèi)存讀寫時刻處于***狀態(tài)，實現(xiàn)流暢運行。

　　4、文件系統(tǒng)緩存管理

　　和內(nèi)存實時反碎片功能有所關(guān)聯(lián)的是文件系統(tǒng)緩存管理技術(shù)。在手機打開存儲空間里的一個視頻或者圖片時，手機系統(tǒng)需要先將文件數(shù)據(jù)寫入系統(tǒng)內(nèi)存，再通過讀取系統(tǒng)內(nèi)存數(shù)據(jù)將文件展示到用戶眼前。

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

　　MIUI9文件系統(tǒng)緩存管理就是通過系統(tǒng)算法判斷熱點文件所使用的系統(tǒng)緩存，對它們加以保護，防止出現(xiàn)因為內(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MIUI9黑科技——核心組件擁塞控制。

　　一般來講，手機系統(tǒng)核心組件包括“廣播”、“服務(wù)”、“界面”和“讀取數(shù)據(jù)庫”四大組件，每一個應(yīng)用都包含了這四個組件。例如高德地圖的發(fā)push消息(廣播)，在導(dǎo)航時告訴手機系統(tǒng)不要熄屏(服務(wù))，APP的操作界面(界面)，在多任務(wù)后臺停留(讀取數(shù)據(jù)庫)等等行為，都是通過“組件”來實現(xiàn)的。可以說所有APP在手機里的存在，都是表現(xiàn)為“組件的行為”。

　　不同APP組件之間存在資源的競爭關(guān)系，比如各個應(yīng)用都需要讀取數(shù)據(jù)庫，但系統(tǒng)一次只會允許一個應(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)用會采取一些非常規(guī)手段進行插隊，這就可能導(dǎo)致其他應(yīng)用的組件需求無法得到及時滿足，從而導(dǎo)致系統(tǒng)出現(xiàn)卡頓、耗電等情況。

　　對此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)請求，長時間占用CPU、內(nèi)存等硬件資源時，系統(tǒng)會對其行為進行判斷，如果不是緊急需求，便會降低該應(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黑科技技術(shù)，MIUI 9還采用了關(guān)鍵場景響應(yīng)加速、持續(xù)自動清理、異常排除機制、無線數(shù)據(jù)包加速等等黑科技，這里就不一一展開了，下次有機會再找小米工程師來進行科普?？傊谶@些黑科技加持下，小米有底氣喊出“MIUI9快如閃電”的口號，并最終得到米粉和媒體的認(rèn)可。

　　死磕“快體驗”，MIUI9升級計劃按批次有序推進

　　快如閃電的MIUI9還在路上。

　　根據(jù)發(fā)布會公布的官方消息，MIUI9開發(fā)版對小米機型的適配，分為3個批次，***批分別甄選了一個小米機型(小米6)和一個紅米機型(紅米Note4X高通版)，及一部新手機(小米5X)。第二批為小米MIX、小米Note 2、小米5系列等熱門機型，第三批為眾多紅米和紅米Note系列機型。MIUI9穩(wěn)定版升級計劃以MIUI論壇公告和MIUI官方微博/微信為準(zhǔn)。

　　從機型適配的數(shù)量來看，MIUI9不亞于以往版本，甚至對于米粉期望比較低的小米2/2S都進行了適配。不過工程師告訴我們，下一代MIUI系統(tǒng)適配小米機型的數(shù)量肯定會減少，原計劃中小米2/2S是不在適配序列的。并且將來為了確保每個機型更爽快的系統(tǒng)體驗，還在討論以“24個月”為標(biāo)準(zhǔn)規(guī)劃MIUI新版本的升級適配工作。

　　據(jù)小米工程師介紹，今年的適配計劃確實與往年不太一樣。以往MIUI新版本發(fā)布，是摧枯拉朽式的對齊發(fā)布，快速升級，快速普及。今年MIUI9穩(wěn)扎穩(wěn)打，主攻品質(zhì)，主攻“快如閃電”，先在部分機型上驗證成功模式，再復(fù)制到其他機型上，確實需要一個過程。據(jù)稱2017年結(jié)束前工程師將會集中精力有序推進MIUI9對小米機型的適配工作。所謂“魚與熊掌不可兼得”，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)測已經(jīng)結(jié)束，8月11日也是MIUI9***批開發(fā)版發(fā)布時間，小米6、小米5X、紅米Note 4X已經(jīng)可以正式升級MIUI9開發(fā)版。從過去一段時間來看，10萬米粉和主流媒體都給予了MIUI9高度評價，認(rèn)可它的快如閃電。認(rèn)可了發(fā)布會上MIUI負(fù)責(zé)人洪鋒所提的“MIUI 9也許是最快的安卓系統(tǒng)”的說法。

　　隨著MIUI 9的不斷適配升級，將會有更多人體驗到全新MIUI系統(tǒng)帶來的流暢體驗。筆者也希望看到更多手機廠商在操作系統(tǒng)的基礎(chǔ)體驗上更加用心和負(fù)責(zé)，讓國產(chǎn)手機的操作體驗再上新臺階。