基于Android系統應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：隨著移動互聯網的快速發展，Android系統已經占據智能手機操作系統的統治地位，各種應用程序也呈現出了迸發式發展，極大地滿足了人們日益增長娛樂消費需求。在快速發展的同時，如應用程序的安全，系統資源占用過多的問題也日益凸顯。該文將根據Android系統自身的相關特性，面對日益加劇的應用體積及內存問題，尋找應用軟件臃腫化的原因。通過探究現有的應用程序輕量化解決方案，以及輕量化應用的開發結構，思路和應用場景，對未來應用形勢進行推測。

關鍵詞：Android;問題;輕量化;解決方案

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

1 安卓應用程序的臃腫化

以微信為例，2011年發布的微信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高達75.5MB，體積增大了50倍！

1.1 應用自身體積的增長

安卓平臺核心系統更迭速度快，導致版本多，而且很多版本相互之間不兼容，開發人員再開發應用程序時，要考慮版本兼容性問題，就會將不同設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，進一步加重臃腫化。

1.2安卓系統的內存管理缺陷

Android的任務系統可以一次性開啟多項程序。當任務量過大，系統內存就會出現不足， 此時就有了Low Memory Killer機制。預先設置了某個空閑內存的閾值。系統會周期性檢查空閑內存是否低于標準值， 若低于就會關閉部分運行程序。

Android內存系統的缺陷在于在實際運行過程中， 會針對每個應用程序啟動一個獨立的虛擬機， 造成比較大的內存消耗。另一方面， Android系統對已經關閉的程序的進程不再設置回收， 從而可能會造成內存泄露，即應用關閉后不能正常釋放從而導致內存不足。

1.3開發廠商的外部原因

另外IT行業正在大舉從桌面端移向移動端轉型，新興的應用環境層出不窮。受到大環境的影響，專精于單個功能的應用程序越來越少，軟件廠商希望自家的軟件能夠一統用戶的使用環境。這種指導思想下，進一步吃掉了硬件設備的剩余的性能。另外國內APP應用環境差也是重要因素之一，第三方應用商店往往和APP開發者達成了協議，捆綁各種廣告，推送各種服務，造成了“全家桶”的普遍現象。

2 輕量化應用的到來

2.1軟件輕量化思想

輕量化這一概念最先起源于賽車運動，它的含義不難理解，重量輕了，可以帶來更好的操控性，發動機輸出的動力能夠產生更高的加速度。將此概念引申到Android應用程序，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用程序。

2.2輕量化應用平臺的出現

2017年微信正式發布“小程序”，“無須安裝、觸手可及、用完即走、無須卸載”的新型應用。2018年3月，中國的九大手機品牌廠商聯合推出了“快應用”。使用前端技術棧開發，原生渲染，同時具備 HTML 5 頁面和原生應用的雙重優點。用戶無須下載安裝，即點即用，享受原生應用的性能體驗。其實，類似這樣的輕量化應用概念最早出現在2013年，當時百度在“百度世界大會”上推出”輕應用“，它是一種有別于本地APP和webapp的新型應用模式，能夠實現“無須下載、即搜即用、智能分發”的理念。

2.3輕量化應用的表現形式

從現在較為成熟的輕量化應用平臺來看，無論是“小程序”還是“快應用”，大多都采用傳統WEBAPP+調用各種本地程序實現的。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WEBAPP擴展性和易用性。

輕量化應用是以web為基準，使用前端技術棧開發，原生渲染，同時具備 HTML 5 頁面和原生應用的雙重優點。

微信小程序框架如下：它包含View（渲染頁面結構）App service（針對數據，邏輯，接口的管理）兩個框架，view和app service通過系統層JSBridage進行通信，邏輯層將數據變化傳輸到視圖層，從而觸發視圖層頁面更新;視圖層把觸發的事件傳輸到邏輯層進行業務處理。以webviwe來實現UI視圖及邏輯處理，并且每個視圖都有單獨的webview來承載，負責邏輯處理的執行，在Android里主要通過WeixinJSCore.invokeHanlder實現，它用來提供JS的接口。軟件的輕量化使用了組件機制，MSSM等規則，基于Web規范，保證現有的代碼最大價值化，并且又易于理解和開發，使得更多的開發者愿意投入精力到輕量化軟件中。

另外中國的九大手機品牌廠商聯合推出了”快應用“的框架如下。最上面是應用形態以及場景入口，中間是快應用引擎，底下是OS（操作系統）的基礎設施及其硬件。從執行路徑層面，有標準的HTML5方式支撐通用的Web場景（一般通過系統的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。

應用的前端設計借鑒并整合了主流前端框架（Vue，React等）的設計思路：以組件化的方式構建應用，以數據綁定為核心的MVVM設計模式，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精簡。從新的應用形態、映射原生UI、能力開放的角度，需要定義一套組件與API規范，方便開發這快速開發應用。

2.4構建輕量化應用開發框架模型

通過對現有的主流輕量化應用平臺，我們構建出輕量化應用的框架模型。主要劃分為三個層次：顯示層、邏輯層、系統層。

顯示層：以web為基準，使用前端技術棧開發，同時具備 H5 頁面和本地應用的雙重優點。

邏輯層：借助事件處理引擎實現了對底層API接口的調用和事件的邏輯處理。渲染引擎用來對顯示層進行輸出，以及負責業務邏輯的實現。

系統層：硬件設備和系統服務的調用。

綜上來看，輕量化應用架構相比沉重的原生APP開發簡潔的多，對于擅長前端WEB的廣大開發者來說，大大降低了開發門檻。在輕量化平臺將框架構建好之后，應用開發者可以更加專注于表現層和系統層的處理。借助于前端技術的表現，能使應用程序快速迭代，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降低了開發任務量，大大降低了應用開發成本和時間，可以讓企業快速跟進業務需求。

2.5 輕量化應用的發展前景

輕量化應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）狹小的產品市場：輕量化軟件服務的對象是一個比較小的客戶群，輕量化軟件是一個極度細分化的狹小市場，正因為如此，它在局部形成的力量必然壓倒傳統的軟件。

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

3）方便應用開發者在用戶中快速建立了良好的口碑，降低應用準入門檻。

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

正如騰訊微信事業群總裁張小龍所說：“小程序不同于 App，它是更靈活的組織形態。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。”互聯網的發展，計算機管理系統的使用，讓企業更加重視是否能夠快速響應用戶的請求，提供相應的服務。軟件輕量化相比于傳統的軟件，將有壓倒性的優勢。

在當前的軟件市場中，輕量化的軟件所提供的功能已經覆蓋了電商、科技、旅游、房產、媒體、教育、工具、交通、醫療等上百個方面。這也造成信息的碎片化非常嚴重，用戶的需求慢慢以完全的數據形式產生，這些東西的改變，使得目前的市場已經開始構建了一個數字化的場景環境，類似于小程序的輕量化軟件便逐步的占據市場。

2.6 輕量化應用的弊端

輕量化應用并不是全部超越傳統應用程序，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就可以看出，輕量化應用還存在很多問題：

1）輕量化應用目前平臺入口較深，用戶不容易找到它們。

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

3）從開發者方面考慮，輕量化軟件的開發也相當于增加了一個需要維護的平臺，而目前的用戶活躍度不高，開發者為了實現導流的目的，以至于開發者不得不放棄對輕量化軟件的開發。

3 結論——輕量化應用取代傳統APP？

不難發現，平臺更迭速度越快，應用軟件越容易臃腫化。浮躁的互聯網應用環境下，很難有廠商能細細耕耘，生存問題尚難以解決，又怎么可能去給應用程序減負？

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

在未來，輕量化應用還需要進一步革新。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，得益于網絡傳輸速度的快速提升，未來必將會有更大的發展。

隨著網絡信息化時代的到來，輕量化應用的普適性也將越來越強，短板會進一步的補齊。在強大的傳輸速率支持下，本地硬件設備性能要求在不斷降低，而手機等智能設備，很可能轉變為一塊顯示的屏幕接口而已。云數據，云存儲，云應用的進一步實現，輕量化應用在體驗性和功能性也將得到大幅提升。以后，輕量化應用和傳統應用很難有明顯的分界線，應用形態的高度融合，很可能會是本地與云端的綜合體。

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