转载－JVM、DVM、ART虚拟机简单了解

在系统首次启动的场景中，系统会对/system/app、/system/priv-app、/data/app目录下的所有APK进行dex字节码到本地机器码的翻译，同样也会对/system/framework目录下的APK或者JAR文件，以及这些APK所引用的外部JAR，进行dex字节码到本地机器码的翻译。这样可以保证除了应用之外，系统中使用Java来开发的系统服务，也会统一地从dex字节码翻译成本地机器码。

1.JVM、DVM、ART虚拟机

• JVM虚拟机运行的是java字节码：
  java->java bytecode（class）->java bytecode（jar）
  注！java虚拟机基于栈，基于栈的机器必须使用指令来载入和操作栈上的数据，所需指令相对来说比较多。

• Dalvik虚拟机解释执行的dex字节码：
  java->java bytecode（class）->dalvik bytecode（dex）
  注：相对JVM，Dalvik基于寄存器，且经过优化并允许有限的内存中同时运行多个虚拟机实例，每个Dalvik应用作为一个独立的Linxu进程执行。如果一个应用中有很多类，编译后会相应生成很多class文件，class文件之间也会有不少冗余信息，dex格式文件把所有classs文件内容整合到一个文件，这样可以减少整体文件占用，IO操作，同时也提高了类的查找速度。此外，dex格式文件增加了新的操作码支持，文件结构也相对简洁，使用等长的指令来提高解析速度。而且dex文件会尽量扩大只读结构的大小，来提高进程间数据共享的速度。

• ART虚拟机执行的本地机器码：
  java->java bytecode（class）->dalvik bytecode（dex）->optimized android runtime machine code（oat）
  注：ART所使用的AOT（Ahead-Of-Time）编译，在应用首次安装时，字节码预编译成机器码存储在本地，也就是说在程序运行前编译。而Dalvik是典型的JIT（Just_In_Time），此模式下，应用每次运行的时候，字节码都需要即时编译器转换为机器码再执行，也就是在程序运行时编译。因此在App运行时，ART模式相对于Dalvik省去了解释字节码的过程，占用内存也相应减少，进而提高App的运行效率。

2.Odex

从上面一节中我们知道，在编译打包APK时，Java类会被编译成一个或者多个字节码文件（.class），通过dx工具CLASS文件转换成一个DEX（Dalvik Executable）文件。

通常情况下，我们看到的Android应用程序实际上是一个以.apk为后缀名的压缩文件。我们可以通过压缩工具对apk进行解压，解压出来的内容中有一个名为classes.dex的文件。那么我们首次开机的时候系统需要将其从apk中解压出来保存在data/app目录中。

如果当前运行在Dalvik虚拟机下，Dalvik会对classes.dex进行一次“翻译”，“翻译”的过程也就是守护进程installd的函数dexopt来对dex字节码进行优化，实际上也就是由dex文件生成odex文件，最终odex文件被保存在手机的VM缓存目录data/dalvik-cache下（注意！这里所生成的odex文件依旧是以dex为后缀名，格式如：system@priv-app@[email protected]@classes.dex）。

如果当前运行于Art模式下， Art同样会在首次进入系统的时候调用/system/bin/dexopt工具来将dex字节码翻译成本地机器码，保存在data/dalvik-cache下。

那么这里需要注意的是，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）。简单来说无论是Art模式，还是DVM，优化的结果都是一个odex文件，只是这两种odex文件有着本质的区别（一个是dey字节码，一个是oat机器码）。之所以这么设计，主要通过这种方式，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，可以理解为这是art与dalvik兼容的结果。

由于在系统首次启动时会对应用进行安装，那么在预置APK比较多的情况下，将会大大增加系统首次启动的时间。从前面的描述可知，既然无论是DVM还是ART，对DEX的优化结果都是保存在一个相同名称的odex文件，那么如果我们把这两个过程在ROM编译的时候预处理提取Odex文件将会大大优化系统首次启动的时间。

参考链接：https://source.android.com/devices/tech/dalvik/