關(guān)于iOS和Android的流暢度問題，人們有太多誤解

寫在前面的一些話：

在糾結(jié)了很久以后，我決定來寫寫 iOS 和 Android，也算是對自己近幾年來學習成果的一個總結(jié)。這個話題非常大，本人雖盡我所能查證來源，但也難免會有疏漏，有的話歡迎指出。我希望大家讀完后，是這樣的：

而不是：

我們應該為這個世界的多樣性而感到慶幸，不是么?

一、什么是流暢?什么是卡頓?

如果我們討論流暢和卡是建立在不同的標準上，一定會變成毫無意義的口水戰(zhàn)。在這里，流暢我們定義為運行程序時達到 60fps 或以上的繪制效率，且盡可能少丟幀?？D我們定義為程序運行時無法達到 60fps，丟幀頻繁。

二、Apple 和 Android陣營 比是不是能帶來更流暢的應用體驗?

不是。兩者都非常順滑，用久了也都不卡頓。

Android 定義為 帶有 GMS 推送的，帶有良好 Android 應用生態(tài)圈的(包括少數(shù)國內(nèi)優(yōu)秀應用)，具有 Google Play 服務的 Android 手機，擁有健康使用習慣的 Android。包括但不限于 Nexus，Moto，SONY，LG，htc，Samsung 在沒有封殺 Google 的市場的使用體驗。

三、Apple 和 安卓陣營 比是不是能帶來更流暢的應用體驗?

是。安卓(尤其是用久了)很可能會卡頓。

安卓 定義為 不帶GMS推送的，缺失良好 Android 應用生態(tài)的，不具有 Google Play 服務的，基于各種“深度優(yōu)化，深度定制，世界第一，跑分天王，etc.” 家，配合 “動不動就管家衛(wèi)士全家桶，清理內(nèi)存釋放手機速度，打敗全國百分之XX” 的用戶的 安卓生態(tài)。

四、Apple 和 Android陣營 硬件對比

Apple 硬件處于一個什么樣的水平?足夠優(yōu)秀的水平，Apple 是著名的硬件狂魔，并不是大家想的 iPhone 硬件遠遠不及 Android 陣營。

1、 Android 陣營目前的旗艦 Soc 之一 是基于 高通810 的解決方案(MTK 和 三星，華為 的解決方案不是很了解，歡迎補充。當然業(yè)界一般認為是三星的 CPU 14nm 制程更先進，所以功耗發(fā)熱的表現(xiàn)較810更好。)，它擁有 8 個 CPU 核心，20nm 制程，主頻高達 2 GHz。810 純 CPU 計算能力，并發(fā)計算能力優(yōu)于 A8。但它頻率高，核心多，功耗和發(fā)熱量在密集計算時也會遠高于 A8，發(fā)熱會限制 810 的發(fā)揮。

2、CPU Cache 方面。

A8 非?？犊嘏鋫淞烁哌_ 64KB 64KB 的 L1 Cache，1MB L2 Cache 和 4MB L3 Cache，與上一代 A7 相同，810 數(shù)據(jù)不明。但實際應用來看，似乎 810 配備的 Cache 喂不飽 8個核心，存在 Cache Miss 的情況。(有硬件信息的朋友歡迎補充)但是，即使沒有準確數(shù)據(jù)的情況下，有一件事情也是可以確定的，那就是 Cache per Core數(shù)據(jù) 810 絕對不如 A8。如果要做到一樣的水平，那么 810 要配備 128kb L1 Cache，4MB L2 Cache，16MB L3 Cache。要知道的是，這么多的 Cache 即使是對于 Intel Core i7 也是很奢侈的。而如果假設(shè) 810 和 A8 配備了一樣的Cache，810 的 Cache per Core 數(shù)據(jù)就很難看了。要知道，CPU Cache 的速度遠高于 RAM 的速度，所以小 Cache 帶來的情況就是 外圍 I/O 經(jīng)常處于等待狀態(tài)，延遲了 CPU 計算能力的發(fā)揮。打個比方，你拿跑車引擎配個 4 速變速箱，引擎的能力就無法發(fā)揮了。Cache 方面，A8 表現(xiàn)優(yōu)于 810。

3、GPU 方面。

A8 配備的 PowerVR Series 6XT GX6450 運算能力是 136.4 Gflops(533MHz)/153.6 GFlops(600MHz)，稍微優(yōu)于 801 配備的 Adreno 330 ，Adreno 430 則是 324~388.8 GHz(600MHz)【水冷……】。畢竟當時高通設(shè)計 810 的時候就是用來拖 4k 的，圖形性能 Adreno 430 數(shù)據(jù)上遠優(yōu)于 GX6450，但是 GX6450 帶 1334*750 相當于 801 帶 720p，帶 1920*1080 分辨率性能也足夠充裕。

4、晶體管數(shù)量。

喪心病狂的 A8 堆了 20 億個晶體管(包括 Cache，GPU，dsp)，已經(jīng)趕上 810 所有 8 個核的總晶體管數(shù)量了。帶來了 A8 極其兇殘的單核性能。810 單核性能弱于 A8。

五、系統(tǒng)與運行機制層面

(一)內(nèi)核

1、又要開始拿 Linux 和 Unix 說事了，但很不幸的是，流暢這件事跟系統(tǒng)內(nèi)核一點關(guān)系都沒有。

2、說個老梗：

● iOS 基于 Unix 所以是 Touch(響應觸摸操作)——Media——Service——Core 架構(gòu)

● Android 基于 Linux 所以是 Application——Framework——Library(包含了響應觸摸操作的顯示相關(guān))——Kernal 架構(gòu)

● 所以 iOS 要比 Android 響應的快，所以 iOS 更流暢 云云

● 然而這個東西是 2.x 時代的，Google 早就改掉了……我也不知道這種 Unix 內(nèi)核性能優(yōu)于 Linux 的論調(diào)為什么時不時還會冒出來……反正兩者都不是實時操作系統(tǒng)(RTOS)。

(二)運行時(Runtime)

1、 Android 基于 Java 虛擬機，前段時間還因為這個 Google 和甲骨文吵上了法庭。算了回歸正題，我們主要要說的運行時有 Dalvik 和 ART(Android Runtime)兩種，Dalvik 是 Android 于 Android 4.4 之前所使用的默認 Runtime，ART 則是 Android Runtime，是在 4.4 時引入的一種新的運行時，在 L 及以上版本取代 Dalvik 成為默認運行時，在 GC 機制、JNI 和 Stack size 上都與 dalvik 有著很大的不同。Dalvik 屬于 JIT(Jusi-in-time)編譯器，ART 屬于 AOT(Ahead-of-time)編譯器。反正說了這么多你們只需要知道 ART 可以直接調(diào)用底層效率更高就對了。

● 其實是我 《編譯原理》 還沒啃熟你們不要打我嚶嚶嚶，有興趣的自己去看這兩個鏈接

● http://tinyurl.com/maz6uaq

● http://tinyurl.com/nepu7vk[!--empirenews.page--]

2、iOS 不開源，但是可以知道的是它的 Object-C 編譯器屬于 GCC 編譯套裝的一部分(感謝 @InflationAaron 指出：后期應該是轉(zhuǎn)向了蘋果主導的 LLVM 編譯器)。

(三)渲染流水線

1、 Android 3.0 引入了應用端繪圖的 GPU 加速(Hardware Canvas)，Android 4.1 引入了黃油計劃(Project Butter)，到 4.1 可以說 Android 的渲染機制已經(jīng)足夠優(yōu)秀，只要按 Design Guideline 寫是輕松讓過渡動畫達到 60fps 的。黃油計劃包括了：

● 窗口三重緩沖機制(降低連續(xù)丟幀可能性)

● 垂直同步機制(減小應用端開始繪制到實際屏幕更新的延遲)

● GL 窗口緩存繪圖命令的異步執(zhí)行(減少應用主線程的阻塞)

但很明顯 Google 還不滿足，于是在 Android L 引入了獨立的 GPU 線程，并允許主線程和 GPU 線程并發(fā)。也就是說GPU線程在繪制第 N 幀的 Display List 時，主線程已經(jīng)可以同時生成第 N 1 幀的 Display List，并且允許 GPU 調(diào)用不同參數(shù)繪制同一個 Display List，簡單的說就是提高了繪制過渡動畫的效率。

這里說一個 Google 的黑科技，Project Sky - Dart on Android，完全脫離 Java 的一套東西，他們的目標是把渲染時間壓縮到 8ms 以內(nèi)，也就是等效 120fps。但他們現(xiàn)在做出的 Demo 里每幀平均渲染時間是 1.2ms/f，也就是等效驚人的 833fps……

2、iOS 不開源……(又來了)但是，我們?nèi)匀豢梢酝茰y他的渲染流水線和 WebKit 類似，因為 WebKit 存在大量 Apple 的參與代碼。

3、總而言之，你們只需要知道 Android 和 iOS 是 different but not better than each other 就行了。只是在實現(xiàn)路線上有所不同，但實際上到最后都異曲同工。Google 的 Project Sky 性能驚人，實際應用有待觀查。

六、應用，ROM(Android)以及其它

(一)This might be the most tedious part.

(二)應用，講到這里就不想講了，算了，還是講一下吧：

1、BAT

● Baidu，alibaba，tencent，號稱 Android 流暢度三大殺手

● 這些大公司用戶太多太多了，導致他們必須兼容低版本的 Android，無法利用新的 API，導致卡頓：

(1)QQ，節(jié)奏大師，Android 2.2，API level 8

(2)QQ瀏覽器，UC瀏覽器，Android 2.3，API level 9

(3)閑魚，支付寶，淘寶，百度，Android 4.0，API level 14

(4)微信，Android 4.0.3，API level 15

● 發(fā)現(xiàn)什么問題了沒有?引入黃油計劃的 Android 版本是 4.1，所以 60fps……

● 然后 QQ 和節(jié)奏大師你們這還抱著凍酸奶的態(tài)度令我感動……以及瀏覽器們都和姜餅曖昧不清……唉，連GPU加速都……

● 然后如果打開開發(fā)者選項里面的 show GPU overdraw(雖然不一定是 GPU 繪制的)，你們就會發(fā)現(xiàn)各種嚴重的 overdraw，尤其是阿里巴巴系列的應用，整個頁面濫用 Webview，導致了嚴重的重復繪制。

● BAT 經(jīng)常大量使用自制控件進一步加劇了對資源的使用。

● 假如有第三方客戶端的話，其實往往有非常優(yōu)秀的遵守 Design Guideline 的應用，比如新浪微博的第三方客戶端們，四次元，F(xiàn)uubo，Smooth等等。

2、GCM，與那些推送的事情

● GCM 就是 Google Cloud Messaging，是 Google 自家的推送服務，也是絕大多數(shù) Android 應用的推送服務。使用這個服務，利用的是 Google 服務器統(tǒng)一推送，可以帶來及時，省電，后臺不喚醒的推送體驗。

● APNs 就是 Apple Push Notification Service，Apple 的推送服務，與 GCM 類似，可以帶來良好的體驗，且是 iOS 上唯一的推送機制。

● 然而由于某堵墻的存在，國內(nèi)并沒有辦法體驗到 GCM 推送帶來的推送體驗。所以部分手機廠商就開始做自己的推送機制，比如小米做的對齊喚醒和 MiPush，但是只對 MIUI 及兼容的部分應用有用。

● 剩下的就是其它諸多推送了，BAT 自家的推送機制，極光，蝴蝶云，智游，個推等等。假如很不幸的，你的手機上安裝了 BAT 全套，又安裝了帶各種不同推送提供商的應用，那就等著感人的耗電，內(nèi)存占用與無數(shù)的后臺喚醒吧……

3、優(yōu)化

● 很不幸的是，到現(xiàn)在，兩個平臺都仍然有大量的應用跑在單核單線程上，對雙核，多核以及 64 位的利用非常之低，甚至沒有。這個時候 A8 較高的單核性能能帶來更好的體驗。但如果應用對多核做好了適配的話，在 Android 上流暢性是可以花樣吊打 iOS 的。

4、流媒體視頻

● Android 在這方面流暢度要好于 iOS

(1)Android 支持傳統(tǒng)流媒體格式，可以用已經(jīng)成熟的 CDN

(2)iOS 需要使用TS流，需要額外準備 CDN 線路，部分線路支持還不佳

(3)Android 4.0 后使用 HLS 協(xié)議并且實現(xiàn) P2P

(三)ROM

1、iOS 并不存在這個問題，不講。

2、Android 存在的問題是，有太多廠商太多版本的 ROM 了，每個廠商都對底層做些修改。所以簡而言之就是鬧心，負分優(yōu)化大家見得多了我就不說了。

PS：知道為什么國內(nèi)定制越深度的 ROM 適配 Android L 越慢嗎?就是因為底層的東西改得太多 5.0 把運行時改了工程量很大難以在保證功能健全的情況下快速適配。

3、驅(qū)動(不是很懂，希望補充)

七、最后我們來說說設(shè)計

1、 iOS 的人機交互設(shè)計還是很值得稱道的，畢竟是帶領(lǐng)我們進入了 Multi Touch 時代，從 iOS 6 的擬物到 iOS 7/8/9 的扁平 高斯模糊毛玻璃為代表的設(shè)計路線，都可以說是一套非常值得令人尊重的設(shè)計方案。它是比較早把流暢的動畫引入設(shè)計語言的一個方案，也在長期的驗證中逐漸發(fā)展成熟。

2、以 Holo Theme 為代表的 Android Design，進化出了 Material Design，對整個 UI 的把控能力達到了一個非常高的水準。陰影，漣漪波紋，Z 軸等等，都顯示出 Google 對細節(jié)一絲不茍的把控，且這套 UI 比較好的解決了桌面，網(wǎng)頁，移動端的交互統(tǒng)一性。

八、總結(jié)

1、總之，對比下來我們會發(fā)現(xiàn)，兩種生態(tài)在健康的情況下其實軟硬技術(shù)實力都是處在同一水平線上的，互有長短。硬件 Apple 并沒有弱于 Android，更談不上軟件的神優(yōu)化。但是，如果 Android 沒有 Google Services，就相當于失去了 Android 的靈魂，失去了 Google Play 的優(yōu)秀資源，失去了 GCM 推送帶來的流暢省電，失去了 Google Cloud 在內(nèi)的很多很多核心競爭力。不卡或會卡，本質(zhì)不是系統(tǒng)的問題，而是什么樣的環(huán)境，用戶著什么樣的程序。[!--empirenews.page--]

2、iPhone 就好像是一輛 F1 方程式賽車，里里外外都精心設(shè)計過?？雌饋碇挥?1.6L 的排量，但實際上卻是一顆上千馬力的心臟，但這也決定了他只能在專門設(shè)計的方程式賽道上跑，而且跑的很歡。一旦脫離賽道(越獄)，就各種不安全。

3、 Android 則好像是各種其它跑車，硬件的定制化程度極高，既有入門級的現(xiàn)代 Coupe，尚酷 R，也有比肩 F1 的布加迪威航，法拉利，蘭博基尼，更有小眾的科林賽格，優(yōu)雅的瑪莎拉蒂等等……如果再適合他們的路況上跑，就算是入門級，輕松破 200km/h 也不是什么難事，即使無法比肩 F1，也足夠體驗駕駛樂趣，旗艦則可以和 F1 全面硬抗，彎道，直道，加速，都能爭個高下，甚至還可以玩一些 F1 做不到的事情，比如彈射起步，漂移等等。

4、安卓則是……則是幾個改裝廠把這些跑車們自行改裝，有的廠商改的好，有的改成渣，拉到了坑洼不平的土路上，還時不時來點路障，這就算起步跑得溜，但久了對整車肯定不好。