Java虚拟接和Dalvik虚拟机的区别

| java虚拟机                  | Dalvik                                              |

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| 基于堆栈                      | 基于寄存器                                       |

|                                   | 透过zygote预加载类完成虚拟机的启动  |

| 运行java字节码             | 运行dex字节码                                 |

| 有218个机器指令          | 有200中机器指令                              |

| 每个类中都有一个常量池 | 只有一个统一的常量池                        |

 

Dalvik虚拟机主要是完成对象生命周期的管理，堆栈的管理，线程管理，安全和异常的管理，以及垃圾回收等等重要功能。

 

Dalvik适用于那些内存容量和数据处理能力比较小的机器，因此适合移动终端。由于delvik虚拟机指令都大多数都包含寄存器的地址，所以它的指令通常比java虚拟机的指令更长。一般而言基于栈的机器需要更多指令，而基于寄存器的机器指令更长。

 

Dalvik虚拟机的主要特征

*专有的DEX文件格式*

1. 一个应用中会定义很多类，编译完成后会形成很多的class文件，class文件之间有不少冗余信息，而dex文件格式会把所有的class文件全都整合到一块。这样除了减少了文件大小，便利I/O操作外，也加快了查找速度。原来每个类文件中都存在一个常量池，在dex文件中由一个常量池来管理。见上图

2. 增加了新的操作码的支持

3. 文件结构尽量简洁，使用等长的指令，提高解析速度

4. 尽量扩大只读结构的大小，借以提高进程的数据共享

5. 如何生成dex文件呢

java字节码文件由多个.class文件组成，在运行期间虚拟机会从相应的.class文件中加载相应类，而Dalvik字节码只由一个.dex文件组成，它包括了应用的所有类。.dex文件形成的过程： java编译器编译java源文件形成.class字节码文件，Dalvik dx编译器删除所有的.class文件，并把它们重新编译成Dalvik字节码文件，之后dx编译器把它们合成一个.dex文件。

 

原来每个类文件中都存在一个常量池，在dex文件中由一个常量池来管理。

 

*DEX优化*

1. 调整所有字段的字节序和对其结构中的每一个域

2. 验证DEX文件中的所有类

3. 对一些特定的类进行优化，对方法里的操作码进行优化

由于dex文件的结构是紧凑的，所有优化之后文件的大小会有所增减，大概是原来文件的1-4倍。

 

优化发生的时机有两个：对于预置应用，可以在系统编译后，生成优化文件，以ODEX结尾。这样在发布时除APK文件（不包含DEX）以外，还有一个相应的ODEX文件；对于非预置应用，包含在APK文件里的DEX文件会在运行时被优化，优化后的文件将被保存在缓存中。

 

*指令集基于寄存器*

基于堆栈虚拟机实现，基于寄存器的虚拟机实现虽然在硬件通用性上要差一些，但是它在代码的执行效率却更胜一筹，虚拟机中指令的解释时间主要花在下面三个： 分发指令、访问运算数、执行运算， 其中分发指令这个环节对性能的影响最大。在基于寄存器的虚拟机里，可以更为有效的减少冗余指令的分发和减少内存的读写访问。

 

*一个应用，一个虚拟机实例，一个进程*

每一个Android应用都运行在一个Dalvik虚拟机实例里，而每一个虚拟机实例都是一个独立的进程空间。虚拟机的线程机制，内存分配和管理，Mutex等等都是依赖底层操作系统而实现的。所有Android应用的线程都对应一个Linux线程，虚拟机因而可以更多的依赖操作系统的线程调度和管理机制

 

不同的应用在不同的进程空间里运行，加之对不同来源的应用都使用不同的Linux用户来运行，可以最大程度的保护应用的安全和独立运行

 

Zygote是一个虚拟机进程，同时也是一个虚拟机实例的孵化器，每当系统要求执行一个Android应用程序，Zygote就会FORK出一个子进程来执行该应用程序。这样做的好处显而易见：Zygote进程是在系统启动时产生的，它会完成虚拟机的初始化，库的加载，预置类库的加载和初始化等等操作，而在系统需要一个新的虚拟机实例时，Zygote通过复制自身，最快速的提供给系统。另外，对于一些只读的系统库，所有虚拟机实例都和Zygote共享一块内存区域，大大节省了内存开销。

 

应用程序包被发布到手机上后，运行前会对其中的dex文件进行优化，优化后的文件被保存在缓冲区（优化后的格式被称为dey），虚拟机会直接执行该文件，如果应用包文件不发生变化，dey文件不会被重新生成。

 

Android应用所使用的编程语言是Java语言，和Java SE一样，编译时使用SunJDK将Java源程序编程成标准的Java字节码文件（.class文件），而后通过工具软件DX把所有的字节码文件转成DEX文件（classes.dex）。最后使用Android打包工具（aapt）将DEX文件，资源文件以及AndroidManifest.xml文件（二进制格式）组合成一个应用程序包（APK）。应用程序包可以被发布到手机上运行。