将java文件直接运行在JVM和Dalvik中

本文通过学习：聊聊 APK —— 直接运行 Dex 总结。

1.运行工具分析

在java学习时，如果想顺利的运行java程序，需要安装JRE，对于开发者而言，需要安装JDK，但最终执行Java程序的是在JVM中运行。将**.java文件转为一个或多个字节码.class文件，然后将其打包到.jar包中，JVM从相应的.class文件和.jar中获取相应的字节码。

.java---.class--JVM运行加载

对于Android程序，除了将.java文件转为.class文件外，还需要在.class文件的基础上转为.dex(Dalvik Execuable)格式，该格式是转为Dalvik设计的，适合内存和处理器速度有限的系统中运行，同时Dalvik允许在有限的内存中同时运行多个虚拟机实例，每个实例作为独立的Linux进程执行，互相之间不影响（安卓中的APP，每个APP运行在独立的虚拟机实例中，作为独立的Linux进程）。

.java---.class--.dex--ART/Dalvik运行加载

安卓中有两种虚拟机Dalvik和ART，其中ART(Android Runtime)是在2014年I/O大会上正式代替Dalvik，两者区别如下：

对比项	ART	Dalvik
安装	安装时间久，占用内存空间大	安装时间较短，占用内存空间较小
编译	预编译(AOT:Ahead-Of-Time ) ：应用在第一次安装时字节码预先编译成机器码	运行时编译(JIT:Just-In-Time) :在每次运行时编译
运行	运行效率较高，不需要再次编译字节码(空间换时间)	运行效率较低，需要每次编译字节码(时间换空间)
性能	减少编译，手机电池续航能力和CPU运行效率提高	耗费较多电量和cpu资源

以下关于安卓运行的虚拟机都简称为Dalvik。

2、Java运行

在文本中编辑一个.java的程序，如下所示：

public class HelloWorld {
    public static void main (String [] args){
        System.out.println("Hello World!");
    }
}

在cmd中通过javac命令将其转为.class文件，如果运行javac命令不成功，可参考javac配置后通过cmd操作时显示不是内部命令。

javac HelloWorld.java

生成.class文件后，执行java命令后，会打印出程序中运行的输出字段。如下所示：

java -cp . HelloWorld

在这里插入图片描述

以上操作是在HelloWorld.java所在的目录中运行的，如在其他文件中运行，需要先指定文件目录，否则会提示“错误: 找不到或无法加载主类 HelloWorld”，上面语句中的“cp”
就是类似于classpath的意思，指明文件的目录。例如将cmd切换至C根目录，则执行如下语句：

java -cp C:\Users\XK\Desktop\APKtest\ HelloWorld

其中HelloWorld位于桌面(Desktop)的APKtest文件中，在指定目录时，需要注意按照以下方式：

java空格 -cp 空格C:\Users\XK\Desktop\APKtest(文件根目录)\空格 HelloWorld

在这里插入图片描述

3、Android中运行

3.1生成dex文件

在第二部分中生成的.class文件，需要通过dx生成dex文件，才可运行在Dalvik中。在AndroidStudio开发时，该IDE自动将文件帮我们转换好，可通过查看Project Structure中SDK Location\build-tools，获取版本信息，如下所示：

在这里插入图片描述

这里使用28.0.3中的dx.bat生成dex文件，直接在该目录打开cmd,并执行如下所示：

dx --dex --output=classes.dex HelloWorld.class

dx可以将class文件转为.dex.jar.apk.zip。

3.2 运行dex文件

将生成的dex文件push至手机的sdcard目录下，如下所示：

adb push classes.dex /sdcard

通过class文件和dex文件生成的过程可以看出一个class文件由java生成，dex由class文件生成，class文件中包含多个public类，因此dex文件类似，其可以包含多个class文件，类似于jar。其过程类比于文件的压缩过程。
将dex推送至手机目录后，执行adb shell，进入sdcard目录，执行如下执行，就会打印为程序运行的HelloWorld!信息。

HWSTF:/sdcard $ dalvikvm -cp classes.dex HelloWorld
Hello World!