Android底层优化涉及多个层面的技术改进,旨在提升系统性能、能效和稳定性,以下是关键优化方向及技术细节:
1. Linux内核优化
- 调度器改进:采用CFS(完全公平调度器)优化任务分配,引入EAS(能效感知调度)平衡性能与功耗。针对移动设备特点调整CPU频率调控策略(如interactive governor),减少延迟敏感型任务的响应时间。
- 内存管理:优化Low Memory Killer机制,结合cgroup控制进程内存分配,避免频繁OOM。引入LMKD(Low Memory Killer Daemon)动态调整杀进程阈值,并采用ZRAM压缩交换技术缓解内存压力。
- I/O性能:启用F2FS文件系统替代ext4,针对闪存特性优化碎片整理和写入性能;使用BLK-MQ框架提升存储吞吐量,减少I/O阻塞。
2. 硬件抽象层(HAL)优化
- 传感器低功耗:通过Sensor Hub聚合传感器数据,降低AP唤醒频率,如Qualcomm的SSC(传感器核心)可实现持续计步仅消耗毫瓦级电量。
- 图形处理:Vulkan API替代部分OpenGL ES调用,减少驱动开销;支持Adreno GPU的Wigig分帧渲染技术,降低图形管线延迟。
3. 虚拟机与运行时优化
- ART深度调优:AOT编译结合Profile-Guided Optimization(PGO),预编译高频代码路径;引入高速缓存共享机制(如.oat文件内存映射),缩短应用启动时间。
- 垃圾回收改进:并发式GC(CC)减少STW停顿,优先回收大对象堆(LOH),配合Generational GC策略降低卡顿几率。
4. 电源管理策略
- Doze模式增强:分阶段限制网络和CPU活动,引入App Standby Buckets对应用分级管控,非活跃应用延迟后台任务。
- Battery Historian分析工具:可视化电量消耗轨迹,定位异常唤醒源(如AlarmManager滥用)。
5. 网络协议栈优化
- TCP BBR算法:替代CUBIC算法,提升高延迟网络下的吞吐量。
- 移动网络快速切换:通过IWLAN(LTE/Wi-Fi无缝切换)和MP-TCP多路径传输减少丢包。
6. 存储加密与安全
- 文件级加密(FBE):取代全盘加密,单一文件密钥隔离提升性能。
- HARDWARE_KEYSTORE:利用TEE(如TrustZone)保护密钥,加操作硬件加速(如AES指令集)。
7. 性能工具链支持
- Systrace+Perfetto:精细化分析帧率、CPU调度问题。
- Android Dynamic Performance Framework(ADPF):允许游戏应用直接调控温控和时钟频率。
扩展知识:Android 13引入的动态性能框架(Dynamic Performance Framework)允许GPU驱动实时反馈功耗数据,结合游戏引擎动态调整渲染分辨率;Project Mainline模块化设计使得核心组件(如网络栈)可独立更新,避免整机OTA延迟优化落地。
这些优化需要厂商深度适配,例如麒麟芯片的NPU调度策略或Exynos的定制DVFS曲线,均需在HAL层实现差异化调参。