引言

眾所周知，Android是谷歌開發(fā)的一款基于Linux的開源操作系統(tǒng)牲距，每年迭代一次大版本升級返咱。
小米、華為牍鞠、OPPO咖摹、VIVO、三星等各大廠商對Android原生系統(tǒng)進行二次開發(fā)衍生出具有各家特色的系統(tǒng)（比如MIUI）难述，為手機楞艾、電視参咙、平板電腦、手表等數(shù)十億設備提供平臺支持硫眯，使得Android作為全球最受歡迎的移動操作系統(tǒng)蕴侧。Android誕生至今已有10余年，這一路走來Android遇到哪些問題两入？大版本升級朝著什么方向演進净宵？Android的未來如何？

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1. 發(fā)展歷程

先來看看Android系統(tǒng)的發(fā)展過程裹纳，從2008年發(fā)布Android 1.0系統(tǒng)择葡，直到2019年即將發(fā)布Android 10.0系統(tǒng)，下面列舉些重要的時間節(jié)點剃氧。

• 2003年10月敏储，Andy Rubin團隊創(chuàng)辦Android公司；
• 2005年8月朋鞍，谷歌收購Android公司已添，Andy Rubin擔任谷歌工程部副總裁繼續(xù)負責Android項目；
• 2008年9月滥酥，谷歌正式發(fā)布Android 1.0系統(tǒng)更舞；
• 2011年1月，Android系統(tǒng)設備的用戶總數(shù)達到了1.35億坎吻，成為智能手機領域占有量第一的系統(tǒng)缆蝉；
• 2011年8月，Android手機占據(jù)全球智能機市場48%份額瘦真，并在亞太地區(qū)市場占據(jù)統(tǒng)治地位刊头，終結了Symbian系統(tǒng)的霸主地位，躍居全球第一诸尽；
• 2012年1月芽偏，谷歌Android Market已有10萬開發(fā)者，推出超過40萬應用弦讽；
• 2013年11月污尉，Android 4.4正式發(fā)布，系統(tǒng)更智能往产、UI更現(xiàn)代被碗；
• 2013年到2018年，這個階段安卓進入飛速發(fā)展期仿村，被升級的有攝像頭锐朴、內存、機身蔼囊、芯片等焚志，原來的3.5寸小屏已退出歷史舞臺衣迷，全面屏、劉海屏酱酬、水滴屏已成為當下主流屏幕方案壶谒。

2. 系統(tǒng)演進

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系統(tǒng)演進趨勢：每個Android大版本的更新迭代前行，歷經(jīng)10余年膳沽，在用戶體驗汗菜、流暢性、續(xù)航挑社、安全陨界、隱私、機器學習等方面都取得較大的改進痛阻。圖中是每個大版本中最具代表性的特征標記在圖中菌瘪，并不代表著該版本全部特征，同樣專項計劃也不是只在某一個版本執(zhí)行阱当，比如續(xù)航和性能優(yōu)化俏扩，每一個版本都在持續(xù)改進中，Treble計劃也一直在迭代至今斗这。

• 從Android 1.0發(fā)展到Android 4.0，系統(tǒng)各項功能和特性迭代到一個較完善的階段啤斗；
• Android 4.1系統(tǒng)表箭，Google開展了黃油計劃（Project Butter），為了讓Android系統(tǒng)擺脫UI交互上的嚴重滯后感钮莲，希望能像“黃油”一樣順滑免钻。
  核心原理是系統(tǒng)框架中的渲染和動畫統(tǒng)一采用垂直同步技術(VSYNC)，以及三重緩沖技術(Triple Buffer)崔拥，讓滑動极舔、翻頁等操作更加一致與順滑。
• Android 4.4系統(tǒng)链瓦，Google開展了瘦身計劃（Project Svelte）拆魏，力求降低安卓系統(tǒng)的內存使用，解決低端機型升級難的問題慈俯，讓Android 4.4可正常運行在所有Android手機渤刃，從而減少安卓系統(tǒng)繼續(xù)碎片化。UI設計上贴膘，支持新的“沉浸式模式”卖子，用戶界面由過去的黑色與藍色為主的色調轉向帶有透明度的淺色系，視覺語言變得更加明亮與現(xiàn)代化刑峡。
• Android 5.0系統(tǒng)洋闽，Google開展了伏特計劃（Project Volta）玄柠，力求提升續(xù)航能力，這方面Google落后于業(yè)界廠商诫舅，廠商直面用戶對續(xù)航尤為迫切羽利，往往系統(tǒng)資源管控更為嚴格。另外骚勘，系統(tǒng)采用全新的ART铐伴，拋棄Dalvik虛擬機，大幅提升運行效率俏讹。UI設計上当宴，使用全新的扁平化Material Design設計風格，更加清新與質感的設計泽疆，統(tǒng)一Android設備的外觀和使用體驗户矢。
• Android 6.0系統(tǒng)，Google引入新的運行時權限殉疼，讓用戶能夠更好地了解和控制權限梯浪；引入了Doze模式，進一步提升電池續(xù)航能力瓢娜。UI設計上挂洛，新增夜間模式，大幅改進通知欄眠砾，讓通知更簡潔虏劲。
• Android 7.0系統(tǒng)，引入新的JIT編譯器褒颈，對AOT編譯器的補充柒巫，可節(jié)省存儲空間和加快更新速度；進一步優(yōu)化Doze喚醒機制谷丸；UI設計上堡掏，支持分屏功能；
• Android 8.0系統(tǒng)刨疼，Google開展了計劃（Project Treble）泉唁，重新架構Android，將安卓系統(tǒng)框架與Vendor層解耦揩慕，力求徹底解決安卓碎片化這一老大難的問題游两，這是安卓系統(tǒng)架構最大的變化。系統(tǒng)層面加強對后臺服務漩绵、廣播贱案、位置的管控限制。UI設計上，改進通知欄宝踪，智能文本選擇和自動填充功能侨糟。
• Android 9.0系統(tǒng)，引入神經(jīng)網(wǎng)絡API瘩燥，采用機器學習的思路來預測用戶使用習慣來做省電優(yōu)化秕重，繼續(xù)強化Treble計劃；文件系統(tǒng)(sdcardf/F2FS)持續(xù)提升厉膀；私有API的限制進一步規(guī)范化Android生態(tài)溶耘，強化隱私和安全，硬件安全性模塊以及統(tǒng)一生物識別身份驗證界面服鹅。 UI設計上凳兵，新的手勢導航，加強支持劉海屏，UI搜索界面使用到機器學習，AI正在逐步強化Android系統(tǒng)宋欺。
• Android 10.0系統(tǒng)，Google開展了主線計劃（Project Mainline）碟渺，相關模塊（Modules）不允許廠商直接修改，只能由Google應用商店來更新升級，強化用戶隱私、系統(tǒng)安全與兼容性萨醒。支持臉部生物識別。

系統(tǒng)不斷演進苇倡，但整體架構基本沒有改變富纸，如下圖所示。

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3. 碎片化

Android歷經(jīng)10余年的迭代雏节，在流暢性胜嗓、內存高职、續(xù)航钩乍、安全、隱私等方面都取得很大的進步怔锌，但Android系統(tǒng)的碎片化一直是痛點問題寥粹，帶來不一致的用戶體驗。Android的開放性埃元，是其長久發(fā)展的主要原因涝涤，讓大多數(shù)的廠商都選擇Android系統(tǒng)，但開放性的背后是碎片化岛杀，從Android誕生至今問題就一直存在阔拳，Google一直在努力從技術角度來解決碎片化問題。從Android 8.0提出Treble項目类嗤，重新架構系統(tǒng)將system與vendor解耦合糊肠，用于加快Android新版本的適配辨宠，效果并不明顯，Google繼續(xù)在后續(xù)的Android P以及Android Q一直在不遺余力地持續(xù)完善Treble項目货裹，力爭加快系統(tǒng)升級速度嗤形。如下圖，目標是希望在保持Vendor不變的情況下弧圆，可以獨立升級System模塊赋兵。

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Android系統(tǒng)碎片化，讓安全搔预、隱私問題存在風險霹期，且存在體驗不一致性問題，但老版本手機的OTA維護升級對廠商來說成本是昂貴的斯撮，Ｇoogle感覺到對Android系統(tǒng)掌控力度不足经伙，要想徹底改變，除非不讓各大廠商定制化勿锅，這勢必導致Android手機完全同質化帕膜，手機廠商就沒法玩了，等于自掘墳墓溢十，Google肯定不會這么干垮刹。于是，Google在Android 10.0提出了”Project Mainline“张弛，將對隱私荒典、安全、兼容性造成重大影響的少數(shù)模塊獨立成module吞鸭，每個module打包成APEX格式（一種類似于APK的新格式）寺董，由Google通過應用商店定期來升級，從而保證低版本的手機不會因為碎片化而得不到隱私刻剥、安全與兼容性的更新遮咖。這些module是由Google維護的主線，各大廠商只能跟Google溝通并將代碼upstream到AOSP主線造虏。Google花費了大量的人力在努力完善并推行Mainline御吞，Google希望統(tǒng)一管控的機制，廠商希望最大的自由定制空間漓藕，這是一場有趣的角逐陶珠，筆者跟團隊一起跟Google協(xié)商落地module的落地計劃，最終將某些module影響較大模塊爭取Android 11再上線享钞，Mainline更新機制如下圖所示揍诽。

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4. 應用演進

Android系統(tǒng)離不開各App來提供豐富的功能，下面再來簡單說一說應用的一些技術演進。

移動端跨平臺技術：從最開始以Cordova為基礎(依賴于WebView)的Hybrid混合開發(fā)技術暑脆，到React Native的橋接（將JS轉為Native）的技術交排，再到最新的Flutter技術。Flutter是Google發(fā)布的全新的移動跨平臺UI框架饵筑，渲染引擎依靠跨平臺的Skia圖形庫來實現(xiàn)埃篓，依賴系統(tǒng)的只有圖形繪制相關的接口，可以在最大程度上保證不同平臺根资、不同設備的體驗一致性架专，邏輯處理使用Dart語言，執(zhí)行效率比JavaScript高玄帕。另外部脚，Google內部正在開發(fā)的另一個操作系統(tǒng)Fuchsia的UI layer采用的是Flutter，也就是說Flutter天然可以支持Android裤纹、IOS以及未來的Fuchsia委刘。在大前端方向，對于跨平臺開發(fā)中一直在不斷迭代中尋找更好鹰椒、更優(yōu)的解決方案锡移，目前來看Flutter還是更有優(yōu)勢。

應用架構：MVC模式（Model–view–controller）但Activity類過于臃腫漆际，為解決這個問題淆珊，有了MVP（Model–view–presenter），presenter不僅要操作數(shù)據(jù)奸汇，而且要更新view施符；再到MVVM（Model-View-ViewModel）解決了MVP大量的手動View和Model同步的問題，提供雙向綁定機制擂找。

熱修復與插件化技術：熱修復的主要應用場景是為了讓用戶無感得修復線上缺陷戳吝，比如Tinker，Andfix贯涎，Sophix等听哭。插件化是為了減少模塊耦合，可減少主程序的規(guī)模柬采，可按需加載欢唾，比如DroidPlugin且警，OpenAtlas等粉捻。關于各個熱修復與插件化的細節(jié)不再展開，這里就說一點斑芜，Android 7.0對Native的NDK的調用限制是手銬肩刃，尤其是Android 9.0對Java層SDK的調用限制就是腳銬，那么對于Android應用想再搞插件化之類的黑科技便是帶著腳手銬跳舞，能跳但舞姿可能不太美觀盈包。

App Bundle：隨著應用不斷演講沸呐，功能越來越復雜，且應用針對不同屏幕設備呢燥、不同國家語言資源都打包在同一個App崭添，導致應用包不斷增大，據(jù)統(tǒng)計自2012年以來應用包大小增長5倍叛氨。雖然現(xiàn)在手機的存儲空間越來越大呼渣，但用戶照片、視頻等媒體文件品質在逐漸提升寞埠，導致設備可用空間逐漸緊縮屁置。為此Google在去年Google I/O大會講述Android引入新的App動態(tài)化框架（即Android App Bundle，縮寫為AAB）仁连。利用Split Apk完成動態(tài)加載蓝角，使用AAB動態(tài)下發(fā)方式，可顯著縮小應用體積饭冬，減少對存儲空間的占用使鹅。

Kotlin：是Google推薦的官方靜態(tài)編程語言，與Java互通昌抠，可相互轉換并徘。Kotlin編譯成Java字節(jié)碼，也可以編譯成JavaScript扰魂，運行在沒有JVM的設備上麦乞，簡潔安全。使用Kotlin更快速地編寫Android應用劝评，可以提高開發(fā)者的工作效率姐直，少編寫樣板代碼，被稱之為 Android 世界的Swift蒋畜。谷歌開發(fā)者社區(qū)做過一個問卷調查声畏，大概有40%的Android開發(fā)者已使用過Kotlin。這里并非鼓勵大家一定都要使用Kotlin姻成，學習新語言就像一次投資插龄，要權衡團隊成本與收益之間的利弊。

5. Fuchsia

2016年開始科展，Google有一群超過百人的工程師團隊秘密研發(fā)一款名為Fuchsia的新系統(tǒng)均牢，該團隊很豪華，有來自Android才睹、iPhone徘跪、WebOS甘邀、Chrome、Flutter等核心工程師垮庐，這么多優(yōu)秀的人在一起研發(fā)這個項目松邪，的確值得期待。Fuchsia的內核采用Zircon哨查，UI層采用Flutter框架逗抑，底層渲染Escher，支持Vulkan作為底層Graphics API寒亥。

提到Vulkan锋八，順便說一下，去年筆者在美國跟Android團隊討論到并問及Vulkan未來的規(guī)劃护盈，Google表示未來幾年會大力推廣Vulkan技術挟纱，Vulkan是一種跨平臺的高性能低開銷的圖形接口，在移動設備上比OpenGL ES有著更出色的表現(xiàn)腐宋。Vulkan將會是未來Android平臺的一個發(fā)展方向紊服，尤其是游戲領域，比如王者榮耀Vulkan版本胸竞。

在2017年5月欺嗤，Google的Android工程副總裁Dave Burke稱Fuchsia是早期實驗項目，而在谷歌內部有很多這類實驗項目卫枝，存在很大未知變數(shù)煎饼。2017年11月，Google研發(fā)人員表示Fuchsia支持Swift校赤，足見打造統(tǒng)一操作系統(tǒng)的野心吆玖。在過去的Google I/O大會只字未提及Fuchsia，Google官方回應不清楚Fuchsia會在出現(xiàn)在什么設備马篮。

Fuchsia會是Android的終結者嗎? 筆者認為至少未來五年內不太可能取代Android沾乘。當年為了和蘋果iOS抗衡，Android系統(tǒng)研發(fā)作為Google重中之重浑测，在這種情況下翅阵，Android誕生依然花費了Google 3年時間。而Fuchsia只是公司目前的實驗項目迁央，且Fuchsia并非基于業(yè)界成熟Linux內核掷匠，而是采用全新Zircon內核，項目工程路還很遠岖圈。

筆者大致研究了一下Fuchsia系統(tǒng)源碼讹语，總結了一下Fuchsia的整個技術架構圖如下。

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從Fuchsia技術架構來看幅狮，內核層zircon的基礎LK是專為嵌入式應用中小型系統(tǒng)設計的內核募强，代碼簡潔，適合嵌入式設備和高性能設備崇摄，比如IOT擎值、移動可穿戴設備等，目前這些領域還沒有標準化級別的壟斷者逐抑。以及在框架層中有著語音交互鸠儿、云端以及智能化等模塊，由此筆者揣測未來Fuchsia率先應用在音控等智能設備厕氨。

Fuchsia基于功能的模塊化操作系統(tǒng)进每，應該會使各組件模塊能獨立升級更新能力，保證體驗一致性命斧。Fuchsia在IOT領域占據(jù)一定份額后田晚，加之其良好的跨平臺，可以再逐步滲透到移動手機国葬、筆記本電腦等設備贤徒，進而三位一體，打造手機汇四、電腦與IOT完美的互聯(lián)互通的統(tǒng)一平臺體驗接奈，讓多端設備都離不開Fuchsia。在2018年10月通孽，在“藍牙特別興趣小組（Bluetooth SIG）”舉辦的UnPlugFest（UPF）測試大會上序宦，Google再展示了Fuchsia與Android設備的互聯(lián)性，可以窺見一斑背苦。

Fuchsia的定位更是物聯(lián)網(wǎng)互捌，再是一統(tǒng)江湖，但路途漫長行剂，至少要５年甚至更遠疫剃。未來不可知，當然說不定Fuchsia作為實驗項目硼讽，一直待在實驗室巢价，不過這種可能性比較小，做不到一統(tǒng)江湖固阁，在IOT領域發(fā)光發(fā)亮還是大有可為的壤躲。

6. 展望未來

操作系統(tǒng)

移動操作系統(tǒng)的演變過程，從按鍵交互的塞班功能機到觸摸屏交互的Android/IOS智能機备燃，從小屏幕手機到全面屏碉克、劉海屏、水滴屏并齐。任何系統(tǒng)無非干兩件事：輸入和輸出漏麦，接收到外部輸入信號后經(jīng)過操作系統(tǒng)處理后輸出信息客税。

• 從按鍵式交互到觸屏式交互，伴隨著塞班系統(tǒng)到Android系統(tǒng)的轉變撕贞。未來的交互方式一定會更加生物智能化更耻，當下的觸屏交互可以理解成人類的觸覺輸入方式，未來將朝著人們更常見的聽覺輸入（語音）和視覺輸入（身體姿勢捏膨、表情等）秧均，甚至嗅覺輸入（氣味變化），也會伴隨著新的操作系統(tǒng)的誕生号涯。需要更加無縫地切入生活目胡，而不是“安靜，你吵到我的TNT”方式链快。
• 屏幕從小尺寸到大尺寸誉己，并沒有引發(fā)操作系統(tǒng)變革，因為技術創(chuàng)新是非連續(xù)性域蜗，非連續(xù)性才會引發(fā)第二曲線巫延，誕生新技術。從1960年大型機地消，到1990年個人筆記本炉峰，再到現(xiàn)在的智能手機，設備本身越來越小脉执。未來的設備如果發(fā)展非連續(xù)變革疼阔，可能不再需要實體硬件，隨處可輸出半夷，一張白紙婆廊、一面墻，到那時操作系統(tǒng)的UI架構必然全新的變化巫橄。

前面提到Fuchsia系統(tǒng)淘邻，筆者認為至少未來五年內不太可能取代Android，但未來可期湘换。新操作系統(tǒng)的崛起源于降維打擊宾舅，直線超車很難，需要有非連續(xù)變革彩倚，如果只是某種程度上的改進筹我，很難突破用戶習慣、廠商以及生態(tài)圈的阻礙帆离。Fuchsia需要降維打擊蔬蕊，比如Fuchsia在IOT領域以及新的交互方式都很出色，加上萬物無縫式的互聯(lián)互通的平臺哥谷，擁有跨平臺型特性的Fuchsia有機會成為超級平臺岸夯。

Android發(fā)展至今麻献，已成為全球用戶量最廣泛的移動操作系統(tǒng)，手機行業(yè)競爭異常激烈猜扮，經(jīng)過幾番洗牌勉吻，國內手機廠商主要是華米OV四大公司，筆者預測在未來五年內國內手機廠商可能只有TOP3破镰，那么Android的未來在哪里呢餐曼？

Google在2014年發(fā)布Android Wear智能手表系統(tǒng)压储、Android TV系統(tǒng)以及Android Auto汽車系統(tǒng)鲜漩，在2016年發(fā)布的Android Things智能設備，這些全方位構建安卓的生態(tài)圈集惋。在未來在人工智能和5G的賦能下孕似，智能汽車、智能家居刮刑、IOT都將會有廣闊的市場前景喉祭。但就目前人工智能的奇點還沒到來，技術還處于前期階段雷绢，一旦奇點來臨將會爆炸式發(fā)展泛烙，或將重新定義生活方式。

汽車的智能化和互聯(lián)網(wǎng)化是未來一大趨勢翘紊，Google這兩年確實在汽車領域發(fā)力蔽氨，Android Auto在過去一年的用戶增長250％。天生的移動特性加上越來越多的互聯(lián)網(wǎng)服務需求帆疟，汽車需要一個具備多種感知能力的系統(tǒng)鹉究，或將成為是繼手機、電視后Android的下一重點開拓領域踪宠。受到駕駛安全的限制自赔，車載場景正好需要將以往的觸屏按鈕的交互方式，轉向語音交互和生物感知柳琢，車艙內是天然的語音交互場景绍妨，而不再是“安靜，你吵到我的TNT”柬脸，語音和圖像識別痘绎、人工智能等技術或許會在車載領域得到更大的發(fā)展。

職業(yè)發(fā)展

隨著Android的發(fā)展肖粮，有些人對Android未來感到茫然孤页，經(jīng)常收到讀者私信問，“前輩涩馆，從事Android是不是沒有前途行施，找工作困難允坚，希望能給點建議？”蛾号。早在2010年市場上有大量Android招聘稠项，基本懂一點Java基礎的就可以搞Android，當時是移動互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)業(yè)的高峰期鲜结，號稱只要做個App就可以創(chuàng)業(yè)展运。“風來了豬都能找到工作精刷，風停了最先摔死的都是豬”拗胜，如果你覺得找工作難，那一定是你在混日子怒允，Android中高級以上的人才一直都非常稀缺埂软。

只要在Android領域深耕，做到極致纫事，努力成為這個方向的專家勘畔，有精力再提升工程架構思維，軟件工程思想都是相通的丽惶，境界會得到提升炫七，即便再學習新東西也會非常快钾唬。只要一個領域做到極致万哪，即便Android被淘汰了，換新領域面試官依然會相信你也能做到極致知纷。千萬不能用一年的工作能力混十年工作經(jīng)歷壤圃，否則你的市場價格連一年都不如，成為工作困難戶琅轧。

Android

Android系統(tǒng)迭代更新10余年伍绳，在用戶體驗、性能乍桂、功耗冲杀、安全、隱私等方面都取得很大的進步睹酌，后續(xù)版本會持續(xù)在內存权谁、文件系統(tǒng)、虛擬機憋沿、圖形圖像等方向優(yōu)化旺芽。隨著Android系統(tǒng)功能越來越多，系統(tǒng)架構中有些模塊未來可能會被重構，某些服務大鎖制約性能采章，比如Android 8.0優(yōu)化過binder大鎖讓性能顯著提升运嗜。關于圖形方面，Vulkan將會是未來Android平臺的一個發(fā)展方向悯舟，尤其是游戲領域担租。

人工智能在Android系統(tǒng)上目前效果不太顯著，Google未來應該還會持續(xù)投入抵怎，比如在AI預測用戶行為加上相應后臺管控策略用于提升手機續(xù)航奋救。碎片化仍是當下最主要的問題，碎片化也導致用戶隱私反惕、安全和體驗一致性方面得不到保障尝艘，Google專門成立團隊致力于Android Mainline，從Android Q開始規(guī)劃Mainline承璃，未來的版本都將逐步迭代更新利耍。最后說一點蚌本，App兼容性問題比較嚴重盔粹，據(jù)Google實驗統(tǒng)計Android Q系統(tǒng)在全球Top 1000應用的兼容性不達標率4.3%，而中國Top 1000應用的兼容性不達標率17.6%程癌，可見國內Android生態(tài)圈更為嚴峻得多舷嗡，Google對隱藏API的限制就是一步長遠之棋，短期內導致應用不兼容加劇嵌莉，長期來看生態(tài)圈會逐步健康进萄，最理想的情況就是Android系統(tǒng)大版本升級而App兼容性問題不再有，后續(xù)Google應和廠商會加強跟主流應用協(xié)作規(guī)范應用锐峭，搭建良好健康的Android生態(tài)圈中鼠。

以上是筆者對Android系統(tǒng)及對未來的一些拙見，歡迎業(yè)界同仁一起探討沿癞。