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Hardcoder 产品方案介绍

sophiaguo edited this page Oct 9, 2019 · 3 revisions

Hardcoder——安卓 APP 与系统间通信解决方案

Hardcoder 的诞生

随着微信越来越复杂,性能优化变得越来越难做,优化所带来的效果提升也越来越不明显。所以我们一直在思考,该如何突破这个优化的极限?

直到有一次与厂商的交流我们了解到,部分厂商会针对微信做一些小改动,其中比较典型的就是“暴力提频"。系统在识别到微信启动,页面切换等场景时,会粗暴地提高 CPU 频率,从而提升 APP 运行的性能。

但由于厂商无法准确判断微信场景,暴力提频效果并不理想;而如果过多地提高 CPU 频率,又对手机的功耗有影响。这一方案启发了我们,我们何不跳出软件的范畴,在手机硬件的层面上挖掘更多的性能优化空间呢?于是 Hardcoder 框架应运而生。

Hardcoder 是什么

厂商暴力提频效果不理想是由于在目前 Android 框架下,手机没有办法准确获知 APP 需要资源的时机。如果我们需要挖掘手机硬件层面的性能优化,就需要跳过 Android 操作系统的应用框架,在应用开发者和硬件之间打开一个通道,让硬件可以直接根据应用开发者的需要进行资源的调度。

Hardcoder 构建了 APP 与系统(ROM)之间可靠的通信框架,突破了 APP 只能调用系统标准 API,无法直接调用系统底层硬件资源的问题,让 Android APP 和系统能实时通信。

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利用 Hardcoder,APP 能充分调度系统资源如 CPU 频率,大小核,GPU 频率等来提升 APP 性能,系统能够从 APP 侧获取更多信息以便更合理提供各项系统资源。同时,对于 Android 缺乏标准接口实现的功能,APP 和系统间也可以通过该框架实现机型适配和功能拓展。

Hardcoder 框架通信流程

Hardcoder 框架分为 Server 端和 Client 端。其中 Server 端在厂商系统侧实现,Client 端以 aar 形式合入到 APP中。

framework

APP 在需要资源的时候,向 Hardcoder 的 Client 端发出请求。Hardcoder Client 端接收到请求后向 Hardcoder Server 端发出请求。Server 端接受到请求后会根据请求参数向硬件申请不同的资源,比如调整 CPU 频率,把线程绑定到大核运行等,实现了 APP 到系统的通信。

同时系统也可把当前系统的状态通过 Hardcoder Client 在 Server 端注册的接口回调通知到 Client 端,从而 APP 可以获取到系统状态,实现系统到 APP 的通信。

Hardcoder Client 端与 Server 端采用的是 LocalSocket 的通信方式,由于 Hardcoder 采用 Native 实现,因而在 C 层使用 Linux 的 socket 接口实现了一套 LocalSocket 机制作为 Client 端与 Server 端之间的通信方式。

communication

Hardcoder 通信框架有以下特点:

  1. 系统服务为 optional,实现上可以完全支持或者部分支持;
  2. 框架实现不依赖于特定 Android 系统,如 API level 限制;
  3. APP 的功能和业务特性不依赖于该框架。

Hardcoder 适用场景和效果

Hardcoder 框架有效提升了微信启动、发送视频、小程序启动等重度场景的速度,朋友圈的滑动流畅性也明显提升,平均优化效果达 10%-30%。

此外,由于微信作为主动请求方可以在场景资源把控上做得更精细和准确,Hardcoder 在性能得到提升的同时仅增加了 2% 的电量消耗,相当于用 2% 的功耗换取平均 20% 的性能提升。

Hardcoder 框架目前已接入 OPPO、vivo、华为、小米、三星、魅族等主流手机厂商,覆盖 4.6 亿+ 设备量。

Hardcoder 开源

从微信技术开放共享的理念出发,我们在腾讯内部进行了 Hardcoder 框架的宣传和推广,包括手机 QQ、企业微信,天天快报等多个应用团队接入。其中手机 QQ 接入 Hardcoder 后,在启动、打开聊天界面、发送图片等场景的平均优化效果达 10%-50%。

我们现将 Hardcoder 框架开源,让更多 Android 开发者享受到 Hardcoder 框架的价值,解决大家在性能优化和机型适配上的烦恼。欢迎大家查阅 github 网址:https://github.com/Tencent/Hardcoder.git

如何使用 Hardcoder

  1. 通过 Hardcoder 技术方案介绍,了解 Hardcoder 实现原理以及框架;
  2. 使用工程自带 testapp 快速使用 Hardcoder 并验证效果,具体请见 Hardcoder Testapp 测试指南
  3. APP 接入 Hardcoder,具体请参见 Hardcoder 接入指南
    1. 下载 Hardcoder 工程编译 aar;
    2. 项目 build.gradle 引入 Hardcoder aar;
    3. 进程启动时调用 initHardCoder 建立 socket 连接(一般进程启动时需要请求资源,因而推荐在进程启动时调用)。每个进程都是独立的,都需要调用 initHardCoder 建立 socket 连接,建立连接后每个进程维持一个 socket,进程退出时 socket 也会断开;
    4. initHardCoder 回调成功后调用 checkPermission,传入 APP 已申请的各个厂商鉴权值;
    5. 在需要请求资源的场景调用 startPerformance,传入请求资源的参数。若场景位于进程启动阶段,比如 APP 启动,需要在 initHardCoder 的回调成功以后再调用 startPerformance,确保连接已成功建立,或者判断 HardCoderJNI 的 isConnect() 检查 socket 是否已连接。
    6. 场景结束时主动调用 stopPerformance,传入对应场景 startPerformance 时的返回值 hashCode 作为参数,停止本次请求。
    7. 测试性能,APP 可对打开/关闭 Hardcoder 的情况做对比实验,测试性能是否有提升。
  4. 向厂商申请线上权限,具体请见常见问题
  5. 发布带 Hardcoder 功能的 APP。

附 wiki 文档链接:

  1. Hardcoder 产品方案介绍——https://github.com/Tencent/Hardcoder/wiki/Hardcoder-产品方案介绍
  2. Hardcoder 技术方案介绍——https://github.com/Tencent/Hardcoder/wiki/Hardcoder-技术方案介绍
  3. Hardcoder testapp 测试指南——https://github.com/Tencent/Hardcoder/wiki/Hardcoder-Testapp测试指南
  4. Hardcoder 接入指南——https://github.com/Tencent/Hardcoder/wiki/Hardcoder-接入指南
  5. 常见问题——https://github.com/Tencent/Hardcoder/wiki/FAQ
  6. Android API References——https://tencent.github.io/Hardcoder/
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