Android 增量更新方案对比

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，导致客户端的更新操作需要占用更多的带宽流量、时间等等，因此需寻求一些更优的更新方案。

而增量更新是将一个完整新版 APK 跟旧版 APK 进行二进制差分对比，产生更小的增量包，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.png

增量更新方案

网上现在有的增量更新方案有 BSDiff、Xdelta、Courgette(谷歌)等等。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。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）.png

实验测试

前提条件

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

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。

测试一(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.png 表2 15M 左右 APK 实验数据结果.png

测试二(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 l100M 左右 APK 耗时对比.png
表3 100M 左右 APK 实验数据结果.png

测试三(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 l500M 左右 APK 耗时对比.png
表4 500M 左右 APK 实验数据结果.png

测试四(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 l1.8G 左右 APK 耗时对比.png
表5 1.8G 左右 APK 实验数据结果.png

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）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）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 达到一定大小时，BSDiff 会出现差分失败（从 C 的源代码可以分析出，差分进行大量动态申请内存空间导致，同时也是占用内存大的原因，如图6所示），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。

图6 大量动态申请内存空间.png

综上所述，BSDiff 和 Xdelta 这两个方案都可以对 APK 进行差分。其中 BSDiff 目前使用热度较高，资料较多；而Xdelta 无论在耗时或是内存开销都有优于 BSDiff，唯一不足是资料缺少，目前没发现使用的 APP。排除 Xdelta 的不足，建议优选 Xdelta。

附(后续考虑点)：

1） 维护需要相关有 C 语言开发经验；

2） 服务端多个版本差分包策略。

------------------------------------------ 2019-06-28 更新↓↓↓ -----------------------------------------

Xdelta3 二次实验测试

实验测试前提

Xdelta 版本：3.1.1
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-w64(x86_64-8.1.0)编译器生成 .exe 可执行文件
差分 so 库：android-ndk-r16b-windows-x86_64 交叉编译器生成 armeabi 和
armeabi-v7a 架构 .so
差分生成设置：默认压缩等级3、默认窗口大小8M

• 实验测试一 (15M 左右 APK)

测试对象：Flipboard 红板报 4.3.12 (14.5MB)、4.3.13 (14.6MB)
测试结果：如下表所示。

1.png

• 实验测试二(100M 左右 APK)

测试对象：微信 6.7.3 (75.5MB)、7.0.3 (104MB)
测试结果：如下表所示。

2.png

• 实验测试三(500M 左右 APK)

​​​​​​​​​​​​​​ 测试对象：乱世王者 1.6.8.25 (532MB)、1.6.12.26 (560MB)

测试结果：如下表所示。

3.png

• 实验测试四(1.8GB 左右 APK)

​测试对象：绝地求生 0.13.5(1.79GB)、0.14.5 (1.86GB)​​​​​​​

测试结果：如下表所示。

4.png

• 结论

​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​ ​​​​​​​​​​​​​​经过实验测试，总结如下：

​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​ 1）通过 Xdelta3 前后两次实验测试，得出的结果是相近的；

​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​ 2）其次，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；

​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​ 3）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）。