Android JVM，Dalvik，ART虚拟机

一.java平台的虚拟机Jvm.

1.jvm的作用

Java语言的一个非常重要的特点就是与平台的无关性(跨平台性),我们经常会听到一句关于java特性的话:"一次编译到处执行"。由于机器只能识别机器码,所以需要通过Java 编译器将 .java 文件转换成 .class文件，也就是字节码文件。最终将字节码提供给 JVM，由 JVM 将它转换成机器码.

java流程

2.jvm分析

jvm相关知识体系过于庞大,有兴趣可以看:
JVM原理最全、清晰、通俗讲解

一.Android平台的虚拟机.

1.为什么Android平台不使用标准的Jvm虚拟机?

由于 Androd 运行在移动设备上，内存以及电量等诸多方面跟一般的 PC 设备都有本质的区别 ，一般的 JVM 没法满足移动设备的要求，所以Android 团队一开始就打造了一个符合移动设备的可以执行 Java 代码的虚拟机。这就是我们说的 Dalvik 虚拟机 。

2.Android平台Dalvik的特点。

1. 体积小，占用内存空间小；
2. 专有的DEX可执行文件格式，体积更小，执行速度更快；
3. 基于寄存器架构，并拥有一套完整的指令系统；
4. android为每个应用程序提供一个Dalvik虚拟机，可以使每个app都运行在独立的虚拟机运行环境，使稳定性提高。使得应用代码和核心的操作系统分开。即使任意一个程序中包含恶意的代码也不会直接影响系统文件。这使得 Android 操作系统更稳定可靠。

3.jvm和Dalvik的区别。

1. JVM是基于栈,Dalvik指令集是基于寄存器的架构，

2. JVM 可以执行的文件是 .class 结尾的字节码文件，而 Dalvik 执行的是 dex 文件。

   
   
   

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4.JIT编译器。

Dalvik虚拟机可以看做是一个Java VM(虚拟机)，他负责将.dex文件解释为机器码，如果不做处理的话，每次执行代码，都需要Dalvik将dex代码翻译为微处理器指令，然后交给系统处理，这样效率不高。为了解决上述问题，Google在Android2.2版本添加了JIT编译器。
JIT编译器的作用是:当App运行时，每当遇到一个新类，JIT编译器就会对这个类进行编译，经过编译后的代码，会被优化成相当精简的原生型指令码（即native code），这样在下次执行到相同逻辑的时候，速度就会更快。

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当然使用JIT也不一定加快执行速度，如果大部分代码的执行次数很少，那么编译花费的时间不一定少于执行dex的时间。Google当然也知道这一点，所以JIT不对所有dex代码进行编译，而是只编译执行次数较多的dex为本地机器码。有一点需要注意，那就是dex字节码翻译成本地机器码是发生在应用程序的运行过程中的，并且应用程序每一次重新运行的时候，都要做重做这个翻译工作，所以这个工作并不是一劳永逸，每次重新打开App，都需要JIT编译。JIT 编译器可以对执行次数频繁的 dex/odex 代码进行编译与优化，将 dex/odex 中的 Dalvik Code（Smali 指令集）翻译成相当精简的 Native Code 去执行

5.JIT缺点。

每次启动应用都需要重新编译（没有缓存）
运行时比较耗电，耗电量大

6.ART和AOT。

JIT是运行时编译，是动态编译，可以对执行次数频繁的dex代码进行编译和优化，减少以后使用时的翻译时间，虽然可以加快Dalvik运行速度，但是有一个很大的问题：将dex翻译为本地机器码也要占用时间,这会拖慢应用的运行效率。 所以Google在4.4推出了全新的虚拟机运行环境ART（Android RunTime），用来替换Dalvik（4.4上ART和Dalvik共存，用户可以手动选择，5.0 后Dalvik被替换）。在ART 环境中，应用在第一次安装的时候，字节码就会预先编译成机器码，使其成为真正的本地应用。这个过程叫做预编译（AOT,Ahead-Of-Time）。这样的话，应用的启动(首次)和执行都会变得更加快速。

7.ART缺点：

1. 应用安装需要更长的时间，因为 DEX 字节码需要在安装时就翻译成机器码。
2. 由于在安装时时生成的 native 机器码是存储在内部存储器上，所以需要更多的内部存储空间。

8.JIT和AOT共存：

由于Art虚拟机有上述的缺点,所以在Android 7.0/7.1的ART引入了全新的Hybrid模式(JIT + AOT)

1. app在安装的时候dex不会再被编译， 所以安装速度快
2. App运行时,dex文件先通过解析器被直接执行，热点函数会被识别并被JIT编译后存储在 jit code cache 中并生成profile文件以记录热点函数的信息。
3. 手机进入 IDLE（空闲） 或者 Charging（充电） 状态的时候，系统会每隔一段时间扫描App目录下profile文件，并执行AOT编译(Google官方称之为profile-guided compilation)。
   优点: App安装速度快，占用存储少(只编译热点函数)。
   缺点: 前几次运行会较慢， 只有用户操作得次数越多，jit 和AOT编译后， 性能才会跟上来。

三.总结.

找到一张图,一切尽在不言中.

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参考资料:
Android学习笔记——虚拟机