Android Dalvik虚拟机

虽然Android平台使用Java来开发应用程序，但Android程序却不是运行在标准Java虚拟机上的。

可能是出于效率和版权的考虑，Google为Android专门设计了一套虚拟机Dalvik Virtual Machine。

　　而4.4版本的Android的「开发者选项」中已经添加了Art模式和Dalvik模式切换的功能，而前几天Google I/O宣布 下一代Android（代号L）会正式移除Dalvik。

因为：

• 1，ART的性能比Dalvik好
• 2，ART对dex的检验比Dalvik严格，某些经过后处理(如混淆)的dex文件即便能在Dalvik环境正常运行，但也可能无法通过ART的检查。用于代码混淆/加密的软件可能需要针对ART做出变动。
• 3，改进了垃圾回收
• 4，更好的debug工具

　　对于非预装软件，ART的编译是在手机端现场进行，这远比dalvik环境下制作optimized dex慢。带有大量java代码的应用(比如淘宝，比如微信，比如QQ)会受到很大影响，它们安装时间可达数十秒乃至超出一分钟。

　　更多关于Dalvik与Art：Link

　　Introducing ART

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Dalvik虚拟机概述

Dalvik在2007年Android SDK发布的时候进入人们的实现，名字来源于作者Dan Bornstein的祖先居住过Dalvik小渔村。特点：

1. 　　体积小，占用内存空间小；
2. 　　专有的DEX可执行文件格式，体积小速度快；
3. 　　常量池采用32位索引值，寻址更快；
4. 　　基于寄存器架构(JVM基于stack)，拥有完整的指令系统；
5. 　　提供了对象生命周期管理，堆栈管理，线程管理，安全和异常管理以及垃圾回收等重要功能。
6. 　　所有的Android程序都运行在系统进程里，每一个进程对应一个Dalvik虚拟机实例。

 

Dalvik虚拟机与Java虚拟机的区别

　　Dalvik虚拟机与传统Java虚拟机并不兼容，不同点主要有：

　　1.Java虚拟机运行的是Java字节码，Dalvik虚拟机运行的是Dalvik字节码

　　Java虚拟机通过解码class文件中的内容来运行程序；

　　Dalvik虚拟机运行的Dalvik字节码由Java字节码转换而来，并被打包成一个DEX（Dalvik Executable）可执行文件，Dalvik虚拟机通过解释DEX文件来执行这些字节码。

　　2.Dalvik可执行文件体积更小

　　Android SDK 中有一个叫做dx的工具负责将Java字节码转换为Dalvik字节码。

　　dx对Java类文件重新排列，消除冗余信息，避免反复加载与解析。

　　dx对常量池进行压缩，使相同的字符串、常量在DEX中指出现一次，减小了文件的体积。

　　3.Java虚拟机与Dalvik虚拟机架构不同

　　Java虚拟机基于栈架构，程序运行时需要频繁从栈上读取或写入数据，耗费不少CPU时间。

　　Dalvik基于寄存器架构，数据访问直接通过寄存器传递。

　　作者通过一个例子对比Java字节码与Dalvik字节码的区别：

　　编译了一个Hello.class然后分别反编译成Java和Dalvik字节码：

　　

　　（Sony的渣相机真够屎）

　　通过对比作者证明基于寄存器架构的Dalvik字节码与基于栈架构的Java字节码相比，生成的代码指令要少，执行速度会快一些。

Dalvik虚拟机是如何执行程序的

Android系统架构采用分层思想，好处是：

• 减少各层之间依赖性
• 便于独立分发
• 容易收敛问题和错误

　　Android系统由Linux内核、函数库、Android运行时、应用程序框架、应用程序 组成。

　　

　　Dalvik虚拟机属于Android运行时环境，它与一些核心库共同承担Android应用程序的运行工作（这个图每次看都有新理解）。

　　Android系统启动加载完内核后的步骤：

1. 　　执行init进程进行初始化；
2. 　　读取init.rc脚本文件并启动系统中的外部程序Zygote([ˈzaɪˌɡot]，受精卵)。Zygote是Android所有进程的孵化器进程；
3. 　　Zygote首先初始化Dalvik虚拟机，然后启动system_server并进入Zygote模式，通过socket等候命令；
4. 　　执行一个Android程序时，system_server进程通过Binder IPC方式发送命令给Zygote，Zygote收到命令后通过fork自身创建一个Dalvik虚拟机的实例来执行应用程序的入口函数，这样一个程序就启动完成了。

　　Dalvik虚拟机执行程序流程：

　　虚拟机线程--->装载程序类--->验证字节码--->查找主类--->执行字节码流--->结束

即时编译JIT

　　JIT(Just-in-time Compilation，即时编译)又称动态编译，是一种通过在运行时将字节码翻译成机器码的技术，使程序执行速度更快。从Android2.2开始引入。

　　JIT的两种字节码编译方式：method方式和trace方式。method方式编译整个方法的代码，是的在「冷路径」上浪费很多编译时间。trace方式更快的获取热路径的代码，效率更高。Dalvik默认采用trace方式编译。