Android进阶(15)| Dalvik和ART

一.Dalvik虚拟机

Dalvik虚拟机，简称为DVM，是Google为Android平台专门开发的一款虚拟机，它运行在Android运行时的库中。

1.DVM和JVM的区别

需要注意的是，DVM并不是Java虚拟机，因为它并不是按照JVMM规范来实现的，除此以外，其和JVM之间的区别如下：

• 基于架构的不同

• 执行的字节码不同

• DVM允许在有限的内存中同时运行多个进程

• DVM由Zygote创建和初始化

• DVM有共享机制

• DVM早期没有使用JIT编译器

2.DVM架构

DVM架构图

可以看出，首先Java编译器编译的.class文件经过DX工具转换为.dex文件，之后.dex工具文件由类加载器处理，接着解释器根据指令集对Dalvik字节码进行解释、执行，最后交于Linux处理。

3.DVM运行时的堆

DVM在运行时堆使用的是标记-清除算法来进行垃圾回收的。它的堆是由2个Space和多个辅助数据结构组成，2个Space分别是Zygote Space和Allocation Space：

• Zygote Space
  主要是用来管理Zygote进程在启动过程中预加载和创建的各种对象，在Zygote Space中不会出发GC，同时在Zygote进程和应用程序之间共享Zygote Space。

• Allocation Space
  在Zygote Space进程fork第一个子进程之前，会把Zygote Space分为2个部分，原来的已经被使用的那部分堆仍旧是Zygote Space，而未使用的那部分堆就叫做Allocation Space，以后的对象都会在Allocation Space上进行分配和释放。Allocation Space不是进程间共享的，每个进程中都独立拥有一份。

DVM中数据结构如下：

• Card Table
  用于DVM的Concurrent GC，当第一次进行垃圾标记后，记录垃圾信息。

• Heap Bitmap
  有2个Heap Bitmap，一个用来记录上次GC存活的对象，另一个用来记录这次GC存活的对象。

• Mark Stack
  DVM的运行时进行GC时用来进行标记的数据结构。

二.ART虚拟机

ART虚拟机是Android 4.4发布的，用来替换Dalvik虚拟机。在Android 5.0版本中默认采用了ART，DVM从此退出了。

1.ART和DVM的区别

(1) DVM中的应用每次运行时，字节码都需要通过JIT编译器编译为机器码；而在ART中，系统在安装应用程序时会进行一次AOT(预编译)，也就是会将字节码预先编译为机器码并存储在本地，之后又改进为只在安装时将部分字节吗预先编译为机器码，剩余部分则会在运行中将热点代码编译为机器码。

(2) DVM是为32位CPU设计的，而ART支持64位并且兼容32位。

(3) ART对垃圾回收机制进行了改进。

(4) ART的运行时栈空间划分和DVM有所不同。

2.ART的运行时的堆

ART采用的是多种垃圾收集方案，每个方案会运行不同的垃圾收集器，默认采用的CMS方案。ART的运行时堆的空间也会有不同的划分，默认是由4个Space和多个辅助数据结构组成的，这4个Space分别是：

• Zygote
  与DVM中的作用是一样的。
• Alloction Space
  与DVM中的作用是一样的。
• Image Space
  用来存放一些预加载类，其和Zygote Space是进程间共享的。
• Large Object Space
  用来分配一些大对象。

三.DVM和ART的启动过程