浅谈JIT&AOT

1218496450.jpg

这是一篇给自己脑补的笔记！

想必很多Android用户已经在自己各种设备上使用Android L了。自己年初在淘宝上￥1200进了nexus5，系统早早的升级到Android L，不得不说Nexus是一个非常非常棒的手机。

Android L与之前Android KK的对比，Dalvik虚拟机已经在L中移除，ART(Android run time)在kk的时候作为Optional，现在已经正式代替Dalvik。讲到这些转变的时候，疑问就来了而且还根本停不下来，我不知道Dalvik之前是怎么做的,Java于我只是大学一个学期的课程，Java虚拟机，我当时在课堂上绞尽脑汁也想不出一个具体样子出来，然后浑浑噩噩，大学就过去了，好吧我想知道java在传统JVM中是如何运行的，在DVM中又是如何运行的，什么是dex，什么是odex，什么是JIT,什么是AOT,什么是oat，什么是ART...？有时想想，想这么多真的好嘛！？不过没办法，有时脑子蹦蹦出来这么多疑问，实在憋不下去就会觉得有必要抽个时间脑补一下。

dex

本质上java文件编译后都是字节码ByteCode，不管是传统的JVM，还是Google Dalvik DVM。只是这两种虚拟机环境下ByteCode有所差异，最直观的是在JVM运行的是.class文件，而DVM是.dex文件，DVM专门对移动操作系统(尤其是Android)的特性进行了优化，并且DVM的设计是基于寄存器的，指令集有非常大的不同(具体未研究),还有等等等等...,好吧，到这步，了解到.dex是字节码，至于dex文件format构成，脑补阶段暂时略过吧XD~~。

JIT

接下来Android2.2的时候引入了JIT(JUST-IN-TIME)技术，JIT技术准确来讲应该是JIT Compiler,那JIT之前是怎么一回事？最早的时候，java是由解释器(Interpreter),将每个java指令转译为对等的微处理器指令，并根据转译后的指令先后次序依序执行，一个java指令可能对应十几或者几十个对等微处理指令，运行的时候还要先解释，在硬件条件差的情况下，执行速度是可想而知有多慢的。为了解决这个问题，JIT就来了，当java执行runtime环境时，每遇到一个class，JIT就会对这个类进行编译，生成相当精简的二进制码，花费少许的编译时间来换取后续的执行速率，这个效率提高还是比较大的，但这并没有达到顶尖的效能，因为某些java文件是极少执行的，编译它们的时间有可能远远长于转译器转译执行的时间，整体下来，花费的时间并没有减少。基于JIT的经验，又出来了动态编译器(dynamic compiler),动态预判哪些需要compile哪些需要转译，所以动态编译器是既包含了转译器&编译器的。尚不确定Android的JIT技术是否为这种dynamic compiler。另外，说到这里，我们第一次执行APP速度慢一些应该是因为在做一些Compile的动作，如果说得不对，还请指正。google当时说，JIT技术的引入速度提升3-5倍，后来发现我们华丽丽的又被骗了。

Odex

讲了dex、JIT,接下来讲讲Odex，Odex即Optimize Dex对dex文件的优化，最直观的好处：

• deodex在系统第一次开机时，需要提取所有apk里的dex文件，而odex优化是提前提取出来了，开机速度&运行速度都有提高。
• Odex优化后，APK里可以没有dex文件，而未Odex在APK包里有一份dex文件，在/data/dalvik-cache下还有提取出来的一份，浪费存储空间。
• 一定程度上保护了厂商自己的APK，因为apk里只有资源文件，反汇编没有意义，直接拷贝到别处无法安装运行...。

AOT

技术随着时间之轮毫不停歇前行。Android kitkat 4.4,新的Android Runtime(ART)出现了，做为一个可选项，供一些愿意的用户测试使用，当然这个时候Dalvik还是作为默认的虚拟机环境。ART采取了AOT(Ahead-Of-Time)技术，简单一点理解就是，在APK安装的时候就会做预先编译动作，编译好的文件是OAT文件，该文件本质上是一个ELF文件，这里与dex(Odex)文件最大的区别是OAT文件不再是字节码文件，而是一个可执行文件，可以更底层的与硬件接触，运行时也省去了预编译和转译的时间。在Android L中我们找不到OAT文件，其实oat文件依旧以.odex作为后缀，通过file命令或者UE打开可以看到ELF头部。另外ART设计是考虑兼容性的，即在Dalvik可以运行的APP，在系统升级到5.0、5.1(Dalvik->ART)这些APP依旧可以运行，这个是通过dex2oat做到的，dalvik下的dex、odex文件均可以通过这个工具转化为oat文件，并且odex文件将比dex文件编译的更快。

脑补暂告一段落，欢迎客官拍砖、指正。

References：

http://www.importnew.com/596.html
http://bbs.mfunz.com/thread-1007717-1-1.html
http://source.android.com/devices/tech/dalvik/configure.html
http://source.android.com/devices/tech/dalvik/index.html
http://www.th7.cn/Program/Android/201401/168089.shtml