Android 增量更新方案调研

什么是增量更新

由于 APP 随着业务需求的不断迭代更新，功能越来越多（复杂），APK 包的体积也会越来越大，导致每次客户端升级更新操作需要占用更多的带宽流量、下载等待时间等等，因此需寻求一些更优的更新方案。

通俗讲增量更新是将一个新版本 APK 包与旧版本 APK 包进行二进制差分对比，产生一个比原本更小的增量包，再给到客户端进行下载更新，增量更新与完全更新相对，流程如图1所示。

增量更新的好处是能减少流量成本的消耗，降低客户端升级时间。

图1 增量更新流程

增量更新方案对比

网上有许多增量更新方案，诸如 BSDiff、Xdelta、Courgette 等。由于 Courgette 并不适用于 Android APK 更新，所以这里不对它进行对比测试。下表1是针对前两者方案进行对比。

表1 框架对比（注：[ - ]：未知；[ √ ]：表示支持；[ × ]：表示不支持）

测试对比

环境配置

• 差分生成环境：Windows 10(64位)、CPU i5-6500(3.2GHz)、RAM 16GB
• 差分合成环境：SamSung SM-P583、Android 7.0、RAM 3GB
• 差分工具：MinGW 32位编译器生成的 BSDiff(4.3)和 Xdelta(3.1.0)

注：差分生成阶段通常在服务端进行操作，而差分合成阶段通常在手机端进行操作。

第1组测试(15M 左右 APK)

这里选取 Flipboard 红板报作为测试对象，版本分别为4.3.12 (14.5MB)、4.3.13 (14.6MB)，测试对比数据如下所示。

图2 15M 左右 APK 耗时对比

表2 15M 左右 APK 实验数据结果

第2组测试(100M 左右 APK)

这里选取微信作为测试对象，版本分别为6.7.3 (75.5MB)、7.0.3 (104MB)，测试对比数据如下所示。

图3 100M 左右 APK 耗时对比

表3 100M 左右 APK 实验数据结果

第3组测试(500M 左右 APK)

这里选取游戏包乱世王者作为测试对象，版本分别为1.6.8.25 (532MB)、1.6.12.26 (560MB)，测试对比数据如下所示。

图4 500M 左右 APK 耗时对比

表4 500M 左右 APK 实验数据结果

第4组测试(1.8GB 左右 APK)

这里选取游戏包绝地求生作为测试对象，版本分别为0.13.5(1.79GB)、0.14.5 (1.86GB)，测试对比数据如下所示。

图5 1.8G 左右 APK 耗时对比

表5 1.8G 左右 APK 实验数据结果

注：数据来源于5次实验数据平均值

结论

由前面几组测试实验结合相关源码，可以得出如下结论：

1）从差分耗时方面，Xdelta3 在差分生成和差分合成都优于 BSDiff，两者的差距约10倍左右。两者的差分合成都优于差分生成；

2）从内存消耗方面，随着 APK 包的大小增大，BSDiff 的内存也会翻倍增大占用，而 Xdelta3 却是稳定一定范围；

3）当 APK 包达到一定大小时，BSDiff(编译器为32位)会出现差分失败，从 C 的源代码可以分析出，差分时进行大量动态申请内存空间导致，也是占用内存大的主要原因，而 Xdelta 依旧可以差分；

4）另外，BSDiff 需将新旧文件一次性读进内存形成字符串字典，进行排序(qsufsort)、搜索(search)对比等等，产生相关 diffstring 和 extra string 块，最后进行 bzip2 压缩生成增量包（patch），同时也发现排序、搜索等差异对比操作与 bzip2 压缩生成操作各占一半时间；而 Xdelta3 应用相关窗口算法对新旧文件分块读进内存，进行差异对比生成增量包；

5）需要注意的是，两个加固包产生的增量包不能与无加固包进行合成;

6）Xdelta 3.1.1 版本相对 3.1.0 版本在耗时、内存等方面有稍微的优化；

7）另外，发现不同的编译器编译生成的 Xdelta 可执行文件对差分耗时有相关影响，例如 Mingw-w64 编译器和 CL 编译器生成执行文件，在进行差分生成操作耗时会相差一半左右（前者更优）。

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