10月28日，在第18屆“中國(guó)Linux內(nèi)核開(kāi)發(fā)者大會(huì)”（以下簡(jiǎn)稱(chēng)CLK）上，OPPO平臺(tái)軟件開(kāi)發(fā)中心GM、軟件系統(tǒng)優(yōu)化技術(shù)專(zhuān)家許珉嘉分享了ColorOS下基于用戶(hù)體驗(yàn)改善的Linux內(nèi)核優(yōu)化方案，并公布了可編程內(nèi)核技術(shù)方向，極大程度提升流暢性細(xì)節(jié)體驗(yàn)，從底層解決安卓卡頓問(wèn)題。

內(nèi)存優(yōu)化和內(nèi)核調(diào)度多端發(fā)力，為ColorOS流暢性和穩(wěn)定性保駕護(hù)航

CLK是中國(guó) Linux 內(nèi)核領(lǐng)域頗影響力的峰會(huì)之一，至今已舉辦至第 18 屆，每屆大會(huì)都由行業(yè)內(nèi)頗具影響力的企業(yè)承辦，參會(huì)人數(shù)近 500 人。受CLK組委會(huì)委托，本屆大會(huì)由OPPO承辦，10月28日在深圳開(kāi)幕。大會(huì)設(shè)置主論壇，以及內(nèi)存管理、云和服務(wù)器、Arch&虛擬化&I/O、調(diào)試/eBPF/調(diào)度四個(gè)分論壇。在本屆大會(huì)中，OPPO圍繞內(nèi)存優(yōu)化和內(nèi)核調(diào)度等課題進(jìn)行了主題演講。

ColorOS內(nèi)核升級(jí)點(diǎn) ▲

大會(huì)上，OPPO高級(jí)底層軟件工程師韓傳華發(fā)表了《動(dòng)態(tài)大頁(yè)：基于ARM64 Contiguous PTE的64KB HugePage/Large Folios》的課題演講，闡述了OPPO的動(dòng)態(tài)大頁(yè)方案，為提升內(nèi)存分配效率，提升安卓應(yīng)用性能提供了新的思路。數(shù)據(jù)顯示，采用OPPO的動(dòng)態(tài)大頁(yè)方案，Rambench內(nèi)存訪問(wèn)性能平均提升10%＋，Androbench數(shù)據(jù)庫(kù)更新性能提升16%+，Antutu跑分總分提升22214+ ，內(nèi)存壓縮率、丟幀、連續(xù)啟動(dòng)應(yīng)用等方面也有不同程度的提升。

為進(jìn)一步優(yōu)化內(nèi)存運(yùn)行效率，提升高負(fù)載下游戲、相機(jī)和應(yīng)用切換等場(chǎng)景的流暢性，OPPO還推出感知page映射頻度和lock contention的LRU回收優(yōu)化方案，進(jìn)一步減小內(nèi)存回收負(fù)載，提升回收率，有效改善用戶(hù)的性能體驗(yàn)。

眾所周知，Linux內(nèi)核并發(fā)保護(hù)機(jī)制在保護(hù)共享數(shù)據(jù)的同時(shí)，也可能引入一些性能問(wèn)題，直接影響用戶(hù)面的體驗(yàn)，如移動(dòng)端APP界面滑動(dòng)出現(xiàn)卡頓感。OPPO針對(duì)這些問(wèn)題對(duì)『任務(wù)持鎖期的調(diào)度』和『任務(wù)等鎖期的排隊(duì)』進(jìn)行了策略?xún)?yōu)化。據(jù)OPPO高級(jí)底層軟件工程師謝柳杰介紹：”優(yōu)化后，ux task超過(guò)50ms的等鎖延遲次數(shù)降低70%+，mutex/rwsem競(jìng)爭(zhēng)烈度降低30%+，樂(lè)觀自旋時(shí)間總體下降11%+”,有效提升手機(jī)流暢性。

針對(duì)原生內(nèi)核調(diào)度器無(wú)法保證對(duì)圖形繪制、音頻編解碼等時(shí)延敏感型任務(wù)調(diào)度延遲的問(wèn)題，OPPO內(nèi)核團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了基于任務(wù)調(diào)度延遲的balance方案，在原生內(nèi)核的基礎(chǔ)上進(jìn)行定制和優(yōu)化，提升關(guān)鍵任務(wù)的響應(yīng)速度和實(shí)時(shí)性能，從而提供更流暢的用戶(hù)體驗(yàn)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，使用該方案的手機(jī)設(shè)備丟幀概率降低22.97%，音頻卡音概率降低20%。

ColorOS十年磨劍，可編程內(nèi)核或成安卓流暢性體驗(yàn)制勝法寶

此次 OPPO 還在大會(huì)主論壇上，公布了可編程內(nèi)核技術(shù)方向，并宣布 ColorOS 于未來(lái)也將會(huì)持續(xù)在可編程內(nèi)核上演進(jìn)，不斷聚焦可編程CPU調(diào)度器、可編程內(nèi)存管理、可編程 IO 調(diào)度機(jī)制等領(lǐng)域，進(jìn)而針對(duì)每個(gè)手機(jī)場(chǎng)景做到極致的細(xì)節(jié)優(yōu)化。

OPPO平臺(tái)軟件開(kāi)發(fā)中心GM、軟件系統(tǒng)優(yōu)化技術(shù)專(zhuān)家許珉嘉強(qiáng)調(diào)：“手機(jī)與桌面和服務(wù)器系統(tǒng)，無(wú)論在硬件架構(gòu)、軟件架構(gòu)和用戶(hù)關(guān)切上都存在非常大的差異。這要求我們?cè)贚inux OS層面從各個(gè)維度進(jìn)行針對(duì)移動(dòng)設(shè)備場(chǎng)景的優(yōu)化。”

OPPO平臺(tái)軟件開(kāi)發(fā)中心GM、軟件系統(tǒng)優(yōu)化技術(shù)專(zhuān)家許珉嘉▲

ColorOS從用戶(hù)體驗(yàn)改善出發(fā)，針對(duì)流暢性、穩(wěn)定性等直接影像用戶(hù)體驗(yàn)的優(yōu)化方向，進(jìn)行系統(tǒng)的問(wèn)題歸因，下鉆拆解到內(nèi)核層級(jí)，逐一尋找優(yōu)化方案，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)Linux內(nèi)核進(jìn)行改造，推出更適合移動(dòng)設(shè)備的可編程內(nèi)核技術(shù)方案。正是這種認(rèn)真做事的方式，才讓我們看到ColorOS十年來(lái)，在每一代的更新上都有著亮眼的性能表現(xiàn)提升。

可編程內(nèi)核是對(duì)底層技術(shù)的重大改造，這不僅需要長(zhǎng)期的技術(shù)積累，更需要龐大研發(fā)投入。OPPO自身的研發(fā)團(tuán)隊(duì)暫且不提，僅2022年OPPO的產(chǎn)學(xué)研合作費(fèi)用就突破了1.5億，簽約了12所高校聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室，課題合作高校超30+，技術(shù)課題150+，支撐了ColorOS的技術(shù)底座。

同時(shí)，OPPO也本著更開(kāi)放的態(tài)度擁抱開(kāi)源，成立了專(zhuān)門(mén)的團(tuán)隊(duì)來(lái)對(duì)接開(kāi)源社區(qū)，積極參與目前開(kāi)源社區(qū)的研究，同時(shí)積極把ColorOS對(duì)內(nèi)核的研究成果與開(kāi)源社區(qū)分享，這種模式必然能形成技術(shù)能力互補(bǔ)的正向循環(huán)。未來(lái)，ColorOS將繼續(xù)圍繞可編程內(nèi)核技術(shù)方向，深入底層進(jìn)行技術(shù)改造，充分細(xì)分系統(tǒng)算力資源，進(jìn)一步提升流暢細(xì)節(jié)表現(xiàn)。