安卓演化史 · 05|拆开系统:升级难怎么解,后台怎么管

2017–2019：8.0 Oreo 的 Project Treble 与后台限制，9 Pie 的手势与自适应电池，10 的模块化更新与告别甜点名

2017 到 2019 年，安卓开始从结构上解决两个老问题：系统升级为什么慢，后台为什么耗电。8.0 把系统和硬件驱动拆开，10 又把系统拆成可以单独更新的模块；后台则从请应用配合，逐步变成按使用习惯分级管理。这一篇讲这些拆分背后的原理。

图1｜三年：把系统拆开

先回顾：升级为什么这么难

第二篇讲过，一次系统升级要经过芯片厂商、手机厂商、运营商好几道环节。到 2017 年，这个问题并没有好转：新版本发布一年后，用上它的手机往往仍是少数。

根子在于安卓系统内部的结构。安卓分两大部分：一部分是 Google 维护的系统框架，也就是应用看到的那一层；另一部分是芯片厂商和手机厂商写的硬件相关代码，负责驱动相机、基带、传感器这些具体硬件。在 8.0 之前，这两部分之间没有稳定的边界，框架一升级，硬件相关代码往往也要跟着改，而这些代码掌握在芯片厂商手里。每出一个新版本，厂商就得等芯片厂商先把自己那部分适配好，再在上面做自己的工作。

8.0 Oreo 与 Project Treble：在中间砌一道墙

2017 年 8 月 21 日，安卓 8.0 发布，代号 Oreo。它最重要的改动，在用户看不到的地方，叫 Project Treble。

Treble 的做法是在系统框架和硬件相关代码之间，定义一套稳定的 厂商接口。硬件相关代码被放进单独的厂商分区，只要它按这套接口实现，系统框架就可以升级到新版本，而不必改动下面的硬件代码。Google 还配套了一套厂商接口测试，检验厂商的实现是否符合规范。

可以把它理解为在楼房的结构层和装修层之间加了一层标准接口：以前换一层装修，往往要连带拆改结构；现在只要接口不变，上面怎么换都不影响下面。

为了验证这套接口真的可用，Google 还提供了通用系统镜像：一份不含任何厂商定制的纯净系统，理论上可以直接刷进任何符合 Treble 规范的手机里启动。2017 年之后出厂搭载 8.0 的新手机，都必须支持 Treble。

效果在第二年就看得到：2018 年 5 月，下一个版本还在测试阶段，就第一次同时提供给了多家厂商的手机试用，而不再只限于 Google 自己的机型。Google 当时明确把这归功于 Treble。

图2｜Project Treble：在中间砌一道墙

8.0 的后台限制：把后台的门关小

第四篇讲过，6.0 的 Doze 只在手机静止不动、熄屏一段时间后才生效。8.0 把限制延伸到了平时。

面向 8.0 开发的应用，转到后台后不能再随意运行后台服务，过一会儿就会被系统停止；需要持续工作的，比如音乐播放、导航，必须改成前台服务，并在通知栏里常驻一条通知，让用户知道它在运行。

很多应用过去靠在清单里登记「系统广播」来自动启动，比如网络变化、充电状态变化时被系统叫醒。面向 8.0 开发的应用，大多数这类隐式广播不再通过清单登记送达，应用也就失去了一条自己启动自己的途径。

位置也收紧了：所有应用在后台获取位置的频率都被限制为每小时几次。

8.0 还加入了 通知渠道：应用要把通知分成不同类别，比如聊天消息、促销信息、系统提醒，用户可以只关掉其中一类，而不是要么全开要么全关。此外还有画中画小窗播放、系统级的密码自动填充，以及面向 1GB 及以下内存手机的精简版本。

图3｜后台限制是怎么一步步收紧的

9 Pie：手势导航与自适应电池

2018 年 8 月 6 日，安卓 9 发布，代号 Pie。

用户最先感受到的是 手势导航：屏幕底部的三个虚拟按键可以换成一个小横条，上滑回到主屏或查看最近任务。这是为了配合越来越窄的边框和越来越高的屏幕，9 同时也正式支持了屏幕顶部的刘海和挖孔。

管理后台的方式也更进一步，叫 自适应电池。它把每个应用按用户的实际使用习惯分进几个 待机分组：正在用的、经常用的、偶尔用的、很少用的。系统用设备上的机器学习模型预测用户接下来可能打开哪些应用，越少用的分组，能执行后台任务、收推送、设闹钟的机会就越少。

这和 6.0 的 Doze 思路不同。Doze 是按手机状态来管，手机睡了就一起限制；待机分组是按应用来管，常用的应用照顾一些，不常用的就管得紧一些。

图4｜应用待机分组

9 还有几项和隐私相关的改动：在后台的应用不能再使用摄像头和麦克风；系统支持加密的 DNS 查询，防止网络上的第三方看到你在访问哪些网站；对应用调用系统内部未公开接口加了限制，减少应用依赖隐藏功能带来的兼容问题。另外还加入了「数字健康」，让用户看到自己每天在每个应用上花了多少时间，并可以给应用设定使用时长。

10：模块化更新与告别甜点

2019 年 9 月 3 日，安卓 10 发布。和以往不同，它没有甜点代号。Google 在发布前宣布，从这一版起只用数字命名，理由是甜点名对很多国家的用户来说既不熟悉，也不好发音。从 1.5 的纸杯蛋糕开始、延续了十年的甜点命名就此结束。

模块化系统更新

10 在更新机制上又迈了一步，叫 Project Mainline，也就是模块化系统更新。

Treble 解决的是系统框架和硬件代码之间的依赖，但系统本身的更新仍然要由手机厂商打包推送。Mainline 把系统里的一部分底层组件拆成独立模块，首批包括媒体文件解析、DNS 解析、加密库、权限控制界面、时区数据等。这些模块用一种新的打包格式，可以像应用一样，通过 Google Play 的系统更新渠道直接推送给用户，不必等厂商做一次完整的系统升级。

第四篇讲过，Stagefright 漏洞就出在媒体文件解析上。有了 Mainline，类似的漏洞修复可以绕过厂商，直接送到用户手里。

把 Treble 和 Mainline 放在一起看，安卓等于把原来一整块的系统拆成了三层：硬件代码归厂商，系统框架随大版本升级，一部分关键组件按模块单独更新。

图5｜一个修复怎么送到手机上

10 的隐私改动

10 在隐私上也继续收紧。位置权限多了一个选项，叫 仅在使用应用时允许，应用退到后台就拿不到位置。应用在后台时不能再突然弹出界面打断用户。

存储方面引入了 分区存储：应用只能自由访问自己创建的文件，以及相册、音乐、视频这几类公共媒体；要访问其他文件，必须通过系统的文件选择器，由用户自己挑。这改变了安卓应用长期以来可以随意读写整个存储卡的习惯，所以 10 先允许应用暂时选择不启用，到下一个版本才强制执行。

体验方面，10 提供了全面的手势导航，从屏幕左右边缘向内滑就是返回；加入了系统级的深色主题；开始支持折叠屏手机，应用可以在屏幕折叠和展开之间连续运行。

图6｜8.0 到 10 版本对照

开发者这边：Kotlin 成为首选

这几年开发者的工具也在变。2017 年 5 月，Google 宣布 Kotlin 成为安卓官方支持的开发语言；2019 年，Google 又表示安卓开发将以 Kotlin 优先，新的开发库和文档优先提供 Kotlin 版本。安卓应用的主要开发语言，从 Java 逐渐转向了 Kotlin。

回头看：把系统拆开

把 2017 到 2019 年连起来看，安卓做的事可以概括为「拆」。

拆依赖：Treble 用稳定的厂商接口，把系统框架和硬件代码拆开，升级不再被芯片厂商卡住。

拆更新：Mainline 把一部分系统组件拆成独立模块，关键修复可以直接推送。

拆后台权限：后台服务、广播、位置、摄像头、麦克风、存储，一项一项从「默认可以」变成「需要理由」。

这些改动大多数用户感觉不到，但它们决定了一部安卓手机能不能及时收到更新、电量能不能撑过一天，以及应用能在用户看不见的地方做多少事。

写在最后

前面几篇里反复出现的那些问题，碎片化、升级慢、后台耗电、权限过宽，在这三年里第一次得到了结构性的回应。它们没有被完全解决，但解决的方向已经确定。

下一篇讲 2020 到 2022 年：11 的一次性权限和对话通知，12 的 Material You 个性化设计和隐私面板，13 的照片选择器和按应用设置语言，以及模块化更新继续扩大。

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本文为公开资料的科普梳理，事实与时间主要来自公开的百科资料、Android 开发者官方文档与官方博客等公开信息。功能描述为原理说明，各手机厂商的实现、限制策略和更新节奏可能不同；具体以官方最新披露为准。

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