Android 体系与系统架构

1、Dalvik与ART JIT与AOR

Dalvik ART都是Android虚拟机，JIT与AOT是虚拟机为了提高运行效率等采用的不同的编译策略。

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Dalvik

Dalvik是Google公司自己设计用于Android平台的Java虚拟机，它是Android平台的重要组成部分，支持dex格式（Dalvik Executable）的Java应用程序的运行。dex格式是专门为Dalvik设计的一种压缩格式，适合内存和处理器速度有限的系统。Google对其进行了特定的优化，使得Dalvik具有高效、简洁、节省资源的特点。从Android系统架构图知，Dalvik虚拟机运行在Android的运行时库层。
所有的Android程序都运行在Android系统进程里，每个进程对应着一个Dalvik虚拟机实例。

Dalvik虚拟机运行的是Dalvik字节码，Java虚拟机运行的是Java字节码
传统的Java程序经过编译，生成Java字节码保存在class文件中，Java虚拟机通过解码class文件中的内容来运行程序。而Dalvik虚拟机运行的是Dalvik字节码，所有的Dalvik字节码由Java字节码转换而来，并被打包到一个DEX（Dalvik Executable）可执行文件中。Dalvik虚拟机通过解释DEX文件来执行这些字节码。

在 Android系统初期，每次运行程序的时候，Dalvik负责将dex翻译为机器码交由系统调用。这样有一个缺陷：每次执行代码，都需要Dalvik将操作码代码翻译为机器对应的微处理器指令，然后交给底层系统处理，运行效率很低。

JIT

JIT意思是Just In Time Compiler，就是即时编译技术。

为了提升效率Android在2.2版本中添加了JIT编译器，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即时编译，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。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，JIT 的引入使得 Dalvik 的性能提升了 3~6 倍。

缺陷：

• 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

ART

ART意思是Android Runtime

ART 的机制与 Dalvik 不同。在Dalvik下，应用每次运行的时候，字节码都需要通过即时编译器（just in time ，JIT）转换为机器码，这会拖慢应用的运行效率，而在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。

优点：

• 系统性能的显著提升。
• 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。
• 支持更低的硬件。

缺点：

• 机器码占用的存储空间更大，字节码变为机器码之后，可能会增加10%-20%。
• 应用的安装时间会变长。

AOT

AOT意思是Ahead of time

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。 所以Google在4.4推出了全新的虚拟机运行环境ART（Android RunTime 提前编译），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）。
AOT 是静态编译，应用在安装的时候会启动 dex2oat 过程把 dex预编译成 ELF 文件，每次运行程序的时候不用重新编译。

缺点：

• 应用安装和系统升级之后的应用优化比较耗时（重新编译，把程序代码转换成机器语言）
• 优化后的文件会占用额外的存储空间（缓存转换结果）

JIT和AOT并存(不懂需要看JAVA虚拟机)

Android 7.0上，JIT 编译器被再次使用，采用AOT/JIT 混合编译的策略，特点是：
1、应用在安装的时候dex不会再被编译
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，系统会扫描 App 目录下的 profile 文件并执行 AOT 过程进行编译。