Dalvik,ART与ODEX相爱相生

如果你有这样的问题：
1.Dalvik和ART的区别
2.DEX在Dalvik转化为ODEX和ART中转化为ODEX的过程有上面区别
3.multidex在dalvik上起作用，ART上使用的也是multidex么（如果不是的话在application中写入multidex.install会对apk启动造成影响么）

如果你比较“懒”，，懒得看老罗的源码分析，，，长篇大论
请“简要”看完以下“简要”内容

一：Dalvik和ART的区别#

Dalvik： Dalvik是Google公司自己设计用于Android平台的Java虚拟机它可以支持已转换为 .dex（即Dalvik Executable）格式的Java应用程序的运行，.dex格式是专为Dalvik设计的一种压缩格式，适合内存和处理器速度有限的系统。执行的是字节码，它是依靠Just-In-Time (JIT)机制去解释字节码
ART：即Android Runtime，google为了替代Dalvik专门为Android研发的。Android KK为开发者推出，L版本正式上线。比替代品更高效省电，执行的是本地机器码（也就是linux的ELF文件格式），依靠Ahead-Of-Time (AOT)机制

二.在不同平台DEX转化为ODEX的过程#

简化流程如下：

打包安装运行简化流程.png

这里参考的是
http://blog.csdn.net/luoshengyang/article/details/18006645

android安装过程源码分析：http://blog.csdn.net/luoshengyang/article/details/6747696
简单来说，就是Android系统通过PackageManagerService来安装APK，在安装的过程，PackageManagerService会通过另外一个类Installer的成员函数dexopt来对APK里面的dex字节码进行优化：

public final class Installer {  
    ......  
  
    public int dexopt(String apkPath, int uid, boolean isPublic) {  
        StringBuilder builder = new StringBuilder("dexopt");  
        builder.append(' ');  
        builder.append(apkPath);  
        builder.append(' ');  
        builder.append(uid);  
        builder.append(isPublic ? " 1" : " 0");  
        return execute(builder.toString());  
    }  
  
    ......  
}  

这个函数定义在文件frameworks/base/services/java/com/android/server/pm/Installer.java中。Installer通过socket向守护进程installd发送一个dexopt请求,这个请求是由installd里面的函数dexopt来处理的。详细过程请移步Android ART运行时无缝替换Dalvik虚拟机的过程分析

int dexopt(const char *apk_path, uid_t uid, int is_public)
{
    struct utimbuf ut;
    struct stat apk_stat, dex_stat;
    char out_path[PKG_PATH_MAX];
    char dexopt_flags[PROPERTY_VALUE_MAX];
    char persist_sys_dalvik_vm_lib[PROPERTY_VALUE_MAX];
    char *end;
    int res, zip_fd=-1, out_fd=-1;

    ......

    /* The command to run depend ones the value of persist.sys.dalvik.vm.lib */
    property_get("persist.sys.dalvik.vm.lib", persist_sys_dalvik_vm_lib, "libdvm.so");

    /* Before anything else: is there a .odex file?  If so, we have
     * precompiled the apk and there is nothing to do here.
     */
    sprintf(out_path, "%s%s", apk_path, ".odex");
    if (stat(out_path, &dex_stat) == 0) {
        return 0;
    }

    if (create_cache_path(out_path, apk_path)) {
        return -1;
    }

    ......

    out_fd = open(out_path, O_RDWR | O_CREAT | O_EXCL, 0644);

    ......

    pid_t pid;
    pid = fork();
    if (pid == 0) {
        ......

        if (strncmp(persist_sys_dalvik_vm_lib, "libdvm", 6) == 0) {
            run_dexopt(zip_fd, out_fd, apk_path, out_path, dexopt_flags);
        } else if (strncmp(persist_sys_dalvik_vm_lib, "libart", 6) == 0) {
            run_dex2oat(zip_fd, out_fd, apk_path, out_path, dexopt_flags);
        } else {
            exit(69);   /* Unexpected persist.sys.dalvik.vm.lib value */
        }
        exit(68);   /* only get here on exec failure */
    } 

    ......
}
……
static void run_dexopt(int zip_fd, int odex_fd, const char* input_file_name,
    const char* output_file_name, const char* dexopt_flags)
{
    static const char* DEX_OPT_BIN = "/system/bin/dexopt";
    static const int MAX_INT_LEN = 12;      // '-'+10dig+'\0' -OR- 0x+8dig
    char zip_num[MAX_INT_LEN];
    char odex_num[MAX_INT_LEN];

    sprintf(zip_num, "%d", zip_fd);
    sprintf(odex_num, "%d", odex_fd);

    ALOGV("Running %s in=%s out=%s\n", DEX_OPT_BIN, input_file_name, output_file_name);
    execl(DEX_OPT_BIN, DEX_OPT_BIN, "--zip", zip_num, odex_num, input_file_name,
        dexopt_flags, (char*) NULL);
    ALOGE("execl(%s) failed: %s\n", DEX_OPT_BIN, strerror(errno));
}

static void run_dex2oat(int zip_fd, int oat_fd, const char* input_file_name,
    const char* output_file_name, const char* dexopt_flags)
{
    static const char* DEX2OAT_BIN = "/system/bin/dex2oat";
    static const int MAX_INT_LEN = 12;      // '-'+10dig+'\0' -OR- 0x+8dig
    char zip_fd_arg[strlen("--zip-fd=") + MAX_INT_LEN];
    char zip_location_arg[strlen("--zip-location=") + PKG_PATH_MAX];
    char oat_fd_arg[strlen("--oat-fd=") + MAX_INT_LEN];
    char oat_location_arg[strlen("--oat-name=") + PKG_PATH_MAX];

    sprintf(zip_fd_arg, "--zip-fd=%d", zip_fd);
    sprintf(zip_location_arg, "--zip-location=%s", input_file_name);
    sprintf(oat_fd_arg, "--oat-fd=%d", oat_fd);
    sprintf(oat_location_arg, "--oat-location=%s", output_file_name);

    ALOGV("Running %s in=%s out=%s\n", DEX2OAT_BIN, input_file_name, output_file_name);
    execl(DEX2OAT_BIN, DEX2OAT_BIN,
          zip_fd_arg, zip_location_arg,
          oat_fd_arg, oat_location_arg,
          (char*) NULL);
    ALOGE("execl(%s) failed: %s\n", DEX2OAT_BIN, strerror(errno));
}

函数定义在frameworks/native/cmds/installd/commands.c中 函数dexopt首先是读取系统属性persist.sys.dalvik.vm.lib的值，接着在/data/dalvik-cache目录中创建一个odex文件。这个odex文件就是作为dex文件优化后的输出文件。再接下来，函数dexopt通过fork来创建一个子进程。如果系统属性persist.sys.dalvik.vm.lib的值等于libdvm.so，那么该子进程就会调用函数run_dexopt来将dex文件优化成odex文件。另一方面，如果系统属性persist.sys.dalvik.vm.lib的值等于libart.so，那么该子进程就会调用函数run_dex2oat来将dex文件翻译成oat文件，实际上就是将dex字节码翻译成本地机器码，并且保存在一个oat文件中。
函数run_dexopt通过调用/system/bin/dexopt来对dex字节码进行优化，而函数run_dex2oat通过调用/system/bin/dex2oat来将dex字节码翻译成本地机器码。注意，无论是对dex字节码进行优化，还是将dex字节码翻译成本地机器码，最终得到的结果都是保存在相同名称的一个odex文件里面的，但是前者对应的是一个dey文件（表示这是一个优化过的dex），后者对应的是一个oat文件（实际上是一个自定义的elf文件，里面包含的都是本地机器指令）。通过这种方式，原来任何通过绝对路径引用了该odex文件的代码就都不需要修改了。

三.oat文件格式#

借助罗大神的图我们可以知道，OAT文件本质上是一个ELF文件，因此在最外层它具有一般ELF文件的结构，例如它有标准的ELF文件头以及通过段（Section）来描述文件内容。

Paste_Image.png

OAT文件包含有两个特殊的段oatdata和oatexec，前者包含有用来生成本地机器指令的dex文件内容，后者包含有生成的本地机器指令，它们之间的关系通过储存在oatdata段前面的oat头部描述。

APK安装过程中生成的OAT文件的输入只有一个DEX文件，也就是来自于打包在要安装的APK文件里面的classes.dex文件。实际上，一个OAT文件是可以由若干个DEX生成的。这意味着在生成的OAT文件的oatdata段中，包含有多个DEX文件。详细分析请移步Android运行时ART加载OAT文件的过程分析

四.multidex加载odex，multidex和oat的关系

MultiDex在dalvik虚拟机上的简要安装过程：
将/data/app/apkName.apk路径下解压得到的classes2.dex, …, classesN.dex，依次写入到/data/data/pkgName/code_cache/secondary-dexes/apkName.apk.classes2.zip等zip文件的classes.dex中，并返回这个zip列表。然后针对这个zip列表执行安装过程，具体过程是，将这个要安装的zip列表加入BaseDexClassLoader的pathList实例的dexElements数组中，其中会针对各dex文件进行dex2opt优化。一旦加入到了dexElements数组中，程序启动的时候，ClassLoader会加载dexElements数组中的元素，从而实现multi dex的安装。

上面提到OAT文件可以由若干个dex生成，也就是不需要multidex去进行安装，但是multidex是application中
进行Install的，跟虚拟机关系不大。

@Override
protected void attachBaseContext(Context base) {
    super.attachBaseContext(base);
    MultiDex.install(this);
}

在install函数中在执行从提取dex文件列表前会做一些校验操作，其中包含检查APK是否已安装，若APK已安装，则不进行后续操作。检查SDK版本号，版本号大于20不能保证MultiDex可正常Work

Set var2 = installedApk;
                synchronized(installedApk) {
                    String apkPath = e.sourceDir;
                    if(installedApk.contains(apkPath)) {
                        return;
                    }

所以multidex在ART上不会影响程序的逻辑，它和ART没有关系～。。。。
multidex源码分析：MultiDex安装过程源码分析

小结：

从安装过程上来看
Java的代码实际上需要两次“转换”才可以在android设备上运行
一.PC端：.class->.dex->.apk
二.phone:dex->odex

区别在于第二步。
ART : .dex->.odex(机器码)（AOT　　Ahead-Of-Time）
Dalvik: .dex->.odex(字节码)（JIT　Just-In-Time）
机器码可直接执行，而字节码每次启动都需要执行将优化过的odex字节码再转换成机器码

ART优缺####

系统性能大幅提升
App启动、运行更快
减少每次启动的编译增加电池续航
存储占用更大
安装时间更长

复制粘贴＋理解，，，希望以后忘了能回来看看～！～

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