系统入门（9）：Dalvik VM和JVM的区别

转自：http://book.51cto.com/art/201404/437195.htm

JVM（Java虚拟机）是一个虚构出来的运行Java程序的运行时，是通过在实际的计算机上仿真模拟各种计算机功能的实现。它具有完善的硬件架构（如处理器、堆栈、寄存器等），还具有相应的指令系统，使用JVM就是使Java程序支持与操作系统无关。理论上在任何操作系统中，只要有对应的JVM，即可运行Java程序。

Dalvik VM是在Android系统上运行Android程序的虚拟机，其指令集是基于寄存器架构的，执行特有的文件格式-dex字节码来完成对象生命周期管理、堆栈管理、线程管理、安全异常管理、垃圾回收等重要功能。

由于Android应用程序的开发编程语言是Java，而Java程序运行在JVM（Java虚拟机）上的，因此有些人会把Android的虚拟机DalvikVM和JVM弄混淆，但是实际上Dalvik并未遵守JVM规范，而且两者也是互不兼容。

从Dalvik VM和JVM的编译过程分析，它们的编译过程如下：

JVM：.java→.class→.jar

Dalvik VM：.java→.class→.dex

从它们的编译过程可以看出，JVM运行的是.class文件的Java字节码，但是Dalvik VM运行的是其转换后的dex（Dalvik Executable）文件。JVM字节从.class文件或者JAR包中加载字节码然后运行，而Dalvik VM无法直接从.class文件或JAR包中加载字节码，它需要通过DX工具将应用程序所有的.class文件编译成一个.dex文件，Dalvik VM则运行这个.dex文件。

下图显示了Dalvik VM与JVM编译过程的区别：

从图中可以看出，Dalvik VM把.java文件编译成.class后，会对.class进行重构，整合的基本元素（常量池、类定义、数据段）,最后压缩写进一个.dex文件中。其中，常量池描述了所有的常量，包括引用、方法名、数值常量等；类定义包括访问标识、类名等基本信息；数据段中包含各种被VM指定的方法代码以及类和方法的相关信息和实例变量。这种把多个.class文件进行整合的方法，大大提高了Android程序的运行速度，例如：应用程序中多个类定义了字符串常量TAG，而在JVM中，会编译成多个.class文件，每个.class文件的常量池中，均包含这个TAG常量，但是Dalvik VM在编译成.dex文件之后，其常量池里只有一个TAG常量。

JVM和Dalvik VM还有一点非常重要的不同，就是基于的架构不同。JVM是基于栈的架构，而Dalvik VM是基于寄存器的架构。相对于基于栈的JVM而言，基于寄存器的Dalvik VM实现虽然牺牲了一些硬件上的通用性，但是它在代码的执行效率上要更胜一筹。一般来讲，VM中指令的解释执行的时间主要花费在以下三个方面：

分发指令；

访问运算数；

执行运算；

其中分发指令这个环节对性能的影响最大。在基于寄存器的Dalvik VM中，可以更有效的减少冗余指令的分发，减少内存的读写访问。

从JVM和Dalvik VM的区别上来说，Dalvik VM主要是针对Android这个嵌入式操作系统的特点进行了各种优化，使其更省电、更省内存、运行效率更高，但是牺牲了一些JVM的与平台无关的特性。实际上，Dalvik VM本就是为Android设计的，无需考虑其它平台的问题。这里只是介绍了JVM和Dalvik VM的两个重要的区别，毕竟本书并不是讲解Android内核的，这里只是点明Dalvik VM的特点，读者对这部分的内容了解即可。