前哈佛教授、Google 工程师 Matt Welsh 谈移动开发趋势

已经展开预订的 Google Glass，无疑是目前最引人注目的移动系统。类似系统背后，Google 有很多有学术背景的人做出很扎实的研究，为技术的商业化筑好了根基。Matt Welsh 就是这些人中的一个范例。

Matt Welsh 现在是 Google 的一名软件工程师，从事移动开发相关工作。此前，他曾在哈佛大学担任计算机科学教授，再之前，他曾在 Intel 做研究。他主要感兴趣的技术领域是分布式系统和网络。

在最近的一篇博客中，他谈到了自己对于移动系统的研究发愿。

他首先指出：

在 Google 的移动系统研究部门工作，我得以深入了解这个领域中存在的没有答案而又困难的问题。有时候，学术研究者问我对这些问题的看法、他们应该从哪里入手。我有一个不断增长的项目清单，非常希望学术界能尝试解决。这不是说 Google 没有在解决其中的问题，只是学术界的限制更小，也许能得出一些更具新意的想法。

他提出学术界不应该研究的问题，包括：

• 移动电话上的电源度量
• Android 调优
• Dalvik VM 调优
• 构建新移动 App，支持某些特定领域的科学目标，比如医学或环境研究等

其原因在于：

它们不够前沿，无法对未来 5-10 年有深远影响。

他还指出：很多学术界中人在研究一些愚笨而无意义的问题，比如手机上运行 P2P 网络、云计算为移动网络降低负载等等。在他看来，视频流、Web 浏览和图片分享等等，这些流量的一半都来自移动互联网，那些项目在这样的流量占比中毫无必要。

接下来，他提出了自己的心愿列表。

1、理解移动应用和蜂窝网络之间的交互

蜂窝网络不是为 TCP/IP 这样的协议设计的，大部分移动应用也不知道蜂窝网络如何运作。这其中有很多值得研究的地方，包括理解它们之间的交互、协议与应用调优。

注意到在 3G 网络环境中播放流视频时的几秒延迟了吗？或是在浏览 web 的时候，偶尔出现好几秒才能加载的情况？背后十分复杂，其中的机制还没有得到深入了解。

与有线电信网络、甚至是 WiFi 相比，3G 与 4G 网络有很不同的属性，包括延迟、丢包率的影响、电量消耗、在不同发送状态之间传输时的消耗等等。传输层数据丢失在蜂窝网络中很少发生，因为有多层冗余存在，还有混合自动重传请求 HARQ，试图在网络栈底层解决丢失问题。这就让 TCP 的拥塞控制算法没有办法了，因为它主要依赖丢包计算信号拥塞。同时，在很短时间内，频道带宽可能发生巨大变化。（多说一句，任何想用大量下载之类的简单评测方法来理解这些，都是错误的，大量下载与真正的移动流量完全不同。）

一个蜂窝网络连接的寿命也很复杂。协商某个专用的蜂窝频道需要好几秒，而且有很多变量影响蜂窝网络如何决定设备应处于何种状态，是的，这是由网络决定。这些参数的选择，取决于设备上的电池寿命、网络中信号消耗、用户接受延迟、整体网络容量等多方面的平衡。只动动移动设备的固件，无法解决这个问题。

在不同市场中，移动运营商常常使用不同的网络调整参数，这要基于他们部署的设备种类、他们看到的流量大小和种类。因此，没有一站式解决方案。

2、理解应用表现的移动网络切换

这是对上一个议题的扩展。在蜂窝网络中，网络切换很复杂，没人深入研究这对于用户体验的影响。同时，由于 WiFi 和可用的蜂窝网络越来越多，何时以及如何切换网络，有很多东西可以调优。

当我离开家，试图找到行车路线时，发现我的手机还在费劲巴拉地用十分微弱、即将消失的 WiFi 连接，我讨厌这样！这个领域有很多有趣的问题。

3、为什么我的手机不能持续用一整天？

对此热门话题，Matt 认为应该从改变移动应用调用的 SDK 入手。但由于现在移动应用开发热火朝天，他认为这么做很难。

为应用开发者提供更多力量和灵活性，还是限制 API、让应用更高效，每次都是开发者获胜。很多导致应用耗尽电量的问题，都来自 bug，但是应用开发者们会继续有足够多的绳子把自己（或他们的用户）吊在上面。他们需要更底层的方法解决这个问题。

这可以在多个层面解决，包括 OS、虚拟机、编译器。

4、我的数据在哪儿？谁能访问？

Matt 认为，很多应用将手机变成了跟踪器，收集用户的大量数据：位置、网络活动等等。有些移动研究者甚至很不道德地收集数据做自己的研究。一旦数据“进入云中”，谁知道它们会跑到哪里去、跑到谁手里。有 Bug 的或是恶意应用很容易泄露敏感数据，目前还没有好办法可以知道哪些数据被收集、谁收集、处于什么目的。

对此已经有些出色的研究，包括 TaintDroid ，但我认为还是有很多事情要做，尽管我们处于比较悲剧的位置，要跟开发者赛跑，他们总能发现更新、更好的方式跟踪用户。

5、未来十年后的移动 web 平台应该是什么样子？

在 Matt 看来，学术界没有认识到：开发一个真正出色、快速的 web 浏览器，其背后需要很高的复杂度和创新。

很不幸，学术界和 Web 开发社区之间的互动很低，很多计算机科学家认为 JavaScript 就是个笑话。但是别搞错了：浏览器基本上本身就是一个操作系统，它将很快可以做所有原生应用能做的事，甚至更多。另外，我发现 web 开发社区太过短视，也不愿意研发出真正引人注目的全新 web 架构。

Matt 认为：未来十年，移动 web 的用户将在数量级上超过桌面 web 用户。因此，web 将会是主要的移动平台，这就等于提出诸多全新趋势：

• 无所不在的地理位置
• 用户同时携带并与多个设备交互
• 语音输入取代打字
• 使用摄像头和传感器作为首要输入方式
• 口袋中拥有强大计算能力，完成诸如实时语言翻译和机器学习能力，预测你接下来会做什么

我想，我们对于“web”是什么，视角太窄了，我们现在还在讨论诸如“页面”和“链接”这些愚蠢的问题，然而现实中，web 充满具有各种出色特性的开发平台。我们应该想想，接下来的十年，web 会怎么演化。

作为横跨学术界与产业界的专家，Matt 的看法的确具有前瞻性，比如“使用摄像头和传感器作为首要输入方式”。PointGrab发布了移动设备的手势操控iOS SDK ，基于现有平面摄像头就能做手势识别。还有另外一款应用“ Hanson 相机”，也能用动作手势完成拍照操作。希望本文能为 InfoQ 中文站的读者们提供一些创业的思路和想法。