JVM DVM ART
java中内存： 1.寄存器：最快的存储区, 由编译器根据需求进行分配,我们在程序中无法控制. 2. 栈：存放基本类型的变量数据和对象的引用，但对象本身不存放在栈中，而是存放在堆（new 出来的对象）或者常量池中（字符串常量对象存放在常量池中。） 3. 堆：存放所有new出来的对象。 4. 静态域：存放静态成员（static定义的） 5. 常量池：存放字符串常量和基本类型常量（public static final）。 6. 非RAM存储：硬盘等永久存储空间 这里我们主要关心栈，堆和常量池，对于栈和常量池中的对象可以共享，对于堆中的对象不可以共享。栈中的数据大小和生命周期是可以确定的，当没有引用指向数据时，这个数据就会消失。堆中的对象的由垃圾回收器负责回收，因此大小和生命周期不需要确定，具有很大的灵活性。 对于字符串：其对象的引用都是存储在栈中的，如果是编译期已经创建好(直接用双引号定义的)的就存储在常量池中，如果是运行期（new出来的）才能确定的就存储在堆中。对于equals相等的字符串，在常量池中永远只有一份，在堆中有多份。
Java把内存划分成两种：一种是栈内存，一种是堆内存。 在函数中定义的一些基本类型的变量和对象的引用变量都在函数的栈内存中分配。 当在一段代码块定义一个变量时，Java就在栈中为这个变量分配内存空间，当超过变量的作用域后，Java会自动释放掉为该变量所分配的内存空间，该内存空间可以立即被另作他用。 堆内存用来存放由new创建的对象和数组。 在堆中分配的内存，由Java虚拟机的自动垃圾回收器来管理。 在堆中产生了一个数组或对象后，还可以在栈中定义一个特殊的变量，让栈中这个变量的取值等于数组或对象在堆内存中的首地址，栈中的这个变量就成了数组或对象的引用变量。 引用变量就相当于是为数组或对象起的一个名称，以后就可以在程序中使用栈中的引用变量来访问堆中的数组或对象。
具体的说： 栈与堆都是Java用来在Ram中存放数据的地方。与C++不同，Java自动管理栈和堆，程序员不能直接地设置栈或堆。 Java的堆是一个运行时数据区,类的(对象从中分配空间。这些对象通过new、newarray、anewarray和multianewarray等指令建立，它们不需要程序代码来显式的释放。堆是由垃圾回收来负责的，堆的优势是可以动态地分配内存大小，生存期也不必事先告诉编译器，因为它是在运行时动态分配内存的，Java的垃圾收集器会自动收走这些不再使用的数据。但缺点是，由于要在运行时动态分配内存，存取速度较慢。 栈的优势是，存取速度比堆要快，仅次于寄存器，栈数据可以共享。但缺点是，存在栈中的数据大小与生存期必须是确定的，缺乏灵活性。栈中主要存放一些基本类型的变量（,int, short, long, byte, float, double, boolean, char）和对象句柄。 栈有一个很重要的特殊性，就是存在栈中的数据可以共享。假设我们同时定义： int a = 3; int b = 3； 编译器先处理int a = 3；首先它会在栈中创建一个变量为a的引用，然后查找栈中是否有3这个值，如果没找到，就将3存放进来，然后将a指向3。接着处理int b = 3；在创建完b的引用变量后，因为在栈中已经有3这个值，便将b直接指向3。这样，就出现了a与b同时均指向3的情况。这时，如果再令a=4；那么编译器会重新搜索栈中是否有4值，如果没有，则将4存放进来，并令a指向4；如果已经有了，则直接将a指向这个地址。因此a值的改变不会影响到b的值。要注意这种数据的共享与两个对象的引用同时指向一个对象的这种共享是不同的，因为这种情况a的修改并不会影响到b, 它是由编译器完成的，它有利于节省空间。而一个对象引用变量修改了这个对象的内部状态，会影响到另一个对象引用变量。
String是一个特殊的包装类数据。可以用： String str = new String("abc"); String str = "abc"; 两种的形式来创建，第一种是用new()来新建对象的，它会在存放于堆中。每调用一次就会创建一个新的对象。 而第二种是先在栈中创建一个对String类的对象引用变量str，然后查找栈中有没有存放"abc"，如果没有，则将"abc"存放进栈，并令str指向”abc”，如果已经有”abc” 则直接令str指向“abc”。
比较类里面的数值是否相等时，用equals()方法；当测试两个包装类的引用是否指向同一个对象时，用==，下面用例子说明上面的理论。 String str1 = "abc"; String str2 = "abc"; System.out.println(str1==str2); //true 可以看出str1和str2是指向同一个对象的。
String str1 =new String ("abc"); String str2 =new String ("abc"); System.out.println(str1==str2); // false 用new的方式是生成不同的对象。每一次生成一个。 因此用第一种方式创建多个”abc”字符串,在内存中其实只存在一个对象而已. 这种写法有利与节省内存空间. 同时它可以在一定程度上提高程序的运行速度，因为JVM会自动根据栈中数据的实际情况来决定是否有必要创建新对象。而对于String str = new String("abc")；的代码，则一概在堆中创建新对象，而不管其字符串值是否相等，是否有必要创建新对象，从而加重了程序的负担。 另一方面, 要注意: 我们在使用诸如String str = "abc"；的格式定义类时，总是想当然地认为，创建了String类的对象str。担心陷阱！对象可能并没有被创建！而可能只是指向一个先前已经创建的对象。只有通过new()方法才能保证每次都创建一个新的对象。由于String类的immutable性质，当String变量需要经常变换其值时，应该考虑使用StringBuffer类，以提高程序效率。
java中内存分配策略及堆和栈的比较 2.1 内存分配策略 按照编译原理的观点,程序运行时的内存分配有三种策略,分别是静态的,栈式的,和堆式的. 静态存储分配是指在编译时就能确定每个数据目标在运行时刻的存储空间需求,因而在编译时就可以给他们分配固定的内存空间.这种分配策略要求程序代码中不允许有可变数据结构(比如可变数组)的存在,也不允许有嵌套或者递归的结构出现,因为它们都会导致编译程序无法计算准确的存储空间需求. 栈式存储分配也可称为动态存储分配,是由一个类似于堆栈的运行栈来实现的.和静态存储分配相反,在栈式存储方案中,程序对数据区的需求在编译时是完全未知的,只有到运行的时候才能够知道,但是规定在运行中进入一个程序模块时,必须知道该程序模块所需的数据区大小才能够为其分配内存.和我们在数据结构所熟知的栈一样,栈式存储分配按照先进后出的原则进行分配。 静态存储分配要求在编译时能知道所有变量的存储要求,栈式存储分配要求在过程的入口处必须知道所有的存储要求,而堆式存储分配则专门负责在编译时或运行时模块入口处都无法确定存储要求的数据结构的内存分配,比如可变长度串和对象实例.堆由大片的可利用块或空闲块组成,堆中的内存可以按照任意顺序分配和释放.
2.2 堆和栈的比较 上面的定义从编译原理的教材中总结而来,除静态存储分配之外,都显得很呆板和难以理解,下面撇开静态存储分配,集中比较堆和栈: 从堆和栈的功能和作用来通俗的比较,堆主要用来存放对象的，栈主要是用来执行程序的.而这种不同又主要是由于堆和栈的特点决定的: 在编程中，例如C/C中，所有的方法调用都是通过栈来进行的,所有的局部变量,形式参数都是从栈中分配内存空间的。实际上也不是什么分配,只是从栈顶向上用就行,就好像工厂中的传送带(conveyor belt)一样,Stack Pointer会自动指引你到放东西的位置,你所要做的只是把东西放下来就行.退出函数的时候，修改栈指针就可以把栈中的内容销毁.这样的模式速度最快, 当然要用来运行程序了.需要注意的是,在分配的时候,比如为一个即将要调用的程序模块分配数据区时,应事先知道这个数据区的大小,也就说是虽然分配是在程序运行时进行的,但是分配的大小多少是确定的,不变的,而这个"大小多少"是在编译时确定的,不是在运行时. 堆是应用程序在运行的时候请求操作系统分配给自己内存，由于从操作系统管理的内存分配,所以在分配和销毁时都要占用时间，因此用堆的效率非常低.但是堆的优点在于,编译器不必知道要从堆里分配多少存储空间，也不必知道存储的数据要在堆里停留多长的时间,因此,用堆保存数据时会得到更大的灵活性。事实上,面向对象的多态性,堆内存分配是必不可少的,因为多态变量所需的存储空间只有在运行时创建了对象之后才能确定.在C中，要求创建一个对象时，只需用 new命令编制相关的代码即可。执行这些代码时，会在堆里自动进行数据的保存.当然，为达到这种灵活性，必然会付出一定的代价:在堆里分配存储空间时会花掉更长的时间！这也正是导致我们刚才所说的效率低的原因,看来列宁同志说的好,人的优点往往也是人的缺点,人的缺点往往也是人的优点(晕~).
2.3 JVM中的堆和栈 JVM是基于堆栈的虚拟机.JVM为每个新创建的线程都分配一个堆栈.也就是说,对于一个Java程序来说，它的运行就是通过对堆栈的操作来完成的。堆栈以帧为单位保存线程的状态。JVM对堆栈只进行两种操作:以帧为单位的压栈和出栈操作。 我们知道,某个线程正在执行的方法称为此线程的当前方法.我们可能不知道,当前方法使用的帧称为当前帧。当线程激活一个Java方法,JVM就会在线程的 Java堆栈里新压入一个帧。这个帧自然成为了当前帧.在此方法执行期间,这个帧将用来保存参数,局部变量,中间计算过程和其他数据.这个帧在这里和编译原理中的活动纪录的概念是差不多的. 从Java的这种分配机制来看,堆栈又可以这样理解:堆栈(Stack)是操作系统在建立某个进程时或者线程(在支持多线程的操作系统中是线程)为这个线程建立的存储区域，该区域具有先进后出的特性。 每一个Java应用都唯一对应一个JVM实例，每一个实例唯一对应一个堆。应用程序在运行中所创建的所有类实例或数组都放在这个堆中,并由应用所有的线程共享.跟C/C++不同，Java中分配堆内存是自动初始化的。Java中所有对象的存储空间都是在堆中分配的，但是这个对象的引用却是在堆栈中分配,也就是说在建立一个对象时从两个地方都分配内存，在堆中分配的内存实际建立这个对象，而在堆栈中分配的内存只是一个指向这个堆对象的指针(引用)而已
而寄存器是CPU的存储器，速度快。 内存是CPU和硬盘之间的通道，数据结构为堆栈。
按用途可以分为主存储器和辅助存储器，主存储器又称内存，是CPU能直接寻址的存储空间，它的特点是存取速率快。内存一般采用半导 体存储单元，包括随机存储器（RAM）、只读存储器（ROM）和高级缓存（Cache）。 从命名可以看出来，随机存储器（RAM）可以随机读写数据，但是电源关闭时存储的数据就会丢失； 只读存储器（ROM）：（Read Only Memory）只能读取，不能更改，即使机器断电，数据也不会丢失； 高级缓存（Cache）：它是介于CPU与内存之间，常用有一级缓存（L1）、二级缓存（L2）、三级缓存（L3）（一般存在于Intel系列）。它的读写速度比内存还快，当CPU在内存中读取或写入数据 时，数据会被保存在高级缓冲存储器中，当下次访问该数据时，CPU直接读取高级缓冲存储器，而不是更慢的内存。 辅助存储器又称外存储器（简称外存），就是那些磁盘、硬盘、光盘啦，也就是你在电脑上看到的Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ盘。
编译期 使用mvn package，或者mvn intall打包的过程就叫编译期。是指将java代码编译为机器识别的字节码文件的过程。
运行期 从jvm加载字节码文件，到使用到最后的卸载过程，都是属于运行期的范畴。
加载
将类的.class文件中的二进制数据读到内存中，将其放在运时数据区的方法区内，然后在堆区创建一个java.lang.Class对象，用来封装类在方法区内的数据结构。
加载.class文件的方式
从本地系统上直接加载。
通过网络下载.class文件。
从zip，jar等归档文件中加载.class文件。
将java源文件动态编译为.class文件
jVM基于栈，意味着需要去栈中读写数据，所需要的指令会更多，这样会导致速度变慢，对于性能有限的移动设备显然不合适。DVM是基于寄存器的，它没有基于栈的虚拟机在复制数据时而使用大量的出入栈指令，指令更紧凑、简洁。但是由于显式的制定了操作数，所以基于寄存器的指令会比基于栈的指令要大
2）执行字节码不同 JVM中，java类被编译成一个或多个.class文件，并打包成.jar文件，而后JVM会通过相应的.class文件和.jar文件获取相应的字节码。 而DVM会用dx工具把所有的class文件打包成一个.dex文件，然后DVM会从该.dex文件中读取指令和数据。这个.dex文件将所有的.class文件里面所包含的信息全部整合到了一起，这样加载就加快了速度。
3）DVM允许在有限的内存中同时运行多个进程 DVM经过优化，允许在有限的内存中同时运行多个进程。在Android中每一个应用都运行在一个DVM实例中，每一个DVM实例都运行在一个独立的进程空间，独立的进程可以防止虚拟机崩溃时所有程序都被关闭。 4）DVM由Zygote创建并初始化 在《Android系统启动流程》中提到过，Zygote是一个DVM进程，同时也用来创建和初始化其他DVM进程。每当系统需要一个应用程序进程的时候，Zygote就会fork自身，快速地创建和初始化一个DVM实例，用于程序运行。对于一些只读的系统库，所有的DVM实例都会和Zygote共享一块内存区域，节省内存开销。 5）DVM有共享机制
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，这样会使应用程序的运行效率降低。而在ART中，系统安装应用程序时会进行一次AOT（ahead of time compilation），将字节码预编译成机器码并存储在本地，这样应用程序每次运行时就不需要执行编译了，会大大增加效率。但是AOT不是完美的，它的缺点主要有两个：第一个是AOT会使安装应用的时间变长，尤其是复杂的应用。第二个是字节码预先编译成机器码，机器码需要存储空间会多一些。为了解决这两个问题，Android 7.0版本中的ART加入了JIT即时编译器，作为AOT的一个补充。应用程序安装时并不会将字节码全部编译成机器码，而是在系统运行中将热点代码编译成机器码，从而缩短应用程序安装时间，并且节省内存。
ART 的缺点
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。
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。
当我们使用Android Studio的时候，这些步骤都交给它去做了。
ART对比Dalvik优缺点（类似解释性语言和编译型语言对比）：
优点：
系统性能显著提升。 应用启动更快、运行更快，体验更流畅，触感反馈更及时。 更长的电池续航能力。 缺点：
更大的存储空间占用，可能会增加10%~20%。 更长的应用安装时间。 总的来说ART的功效就是空间换时间 ———————————————— Java虚拟机 Dalvik虚拟机 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数据 Dalvik虚拟机基于寄存器
编译 classes.dex 文件 编译 resources.arsc 文件 生成资源索引表resources.arsc。 把resources.arsc转换成的二进制格式。 清单文件AndroidMenifest.xml文件转为二进制。 使用debug.keystore对整个程序进行打包签名。