Dalvik——如何控制vm

 

一、简介

         Dalvik虚拟机支持一系列的命令行参数（使用adbshell dalvikvm –help获取列表），但是不可能通过android应用运行时来传递任意参数，但是可以通过特定的系统参数来影响虚拟机行为。

         对于下述所有参数，你都可以通过setprop来设置系统特性，shell命令如下：

adbshell setprop <name> <value>

         必须重启android运行时从而使得改变生效（adb shell stop：adb shell start）。这是因为，这些设定在zygote进程中处理，而zygote最早启动并且永远存活。

         你不可以以无特权用户的身份设定dalvik.*参数及重启系统。你可以在用户调试版本的shell上使用adb root或者运行su命令来获取root权限，如有疑问，

adbshell getprop <name>

         可以告诉你setprop是否发生。

         如果你不想在设备重启之后特性消失，在/data/local.prop上加一行：

<name>= <value>

         重启之后这样的改变也会一直存在，但是如果data分区被擦除了就消失了。（提示：在工作台上创建一个local.prop，然后adb push local.prop /data/，或者，使用类似于adb shell “echo name =value >> /data/local.prop”的命令——注意，引号很重要）

 

二、扩展的JNI检测

         JNI（Java Native Interface），java本地接口，提供了java语言程序调用本地（C/C++）代码的方法。扩展的JNI检测会引起系统运行更慢，但是可以发现一系列的讨厌的bug，防止他们产生问题。

         有两个系统参数影响这个功能，这个功能可以通过-Xcheck:jni命令行参数来激活。第一个参数是ro.kernel.android.checkjni，这是通过android编译系统对development的编译来设置的（也可以通过android模拟器设置，除非通过模拟器命令行置了-nojni标志位）。因为这是一个”ro.”特性，设备启动之后参数就不能变了。

         为了能触发CheckJNI标志位，第二种特性是dalvik.vm.checkjni，它的值覆盖了ro.kernel.android.checkjni的值。

         如果这个特性没有被定义，dalvik.vm.checkjni也没有设置成false，那么-Xcheck:jni标志位就没有传入，JNI检测也就没有使能。

         要打开JNI检测，使用以下命令：

adbshell setprop dalvik.vm.checkjni true。

         也可以通过系统特性将JNI检测选项传递给虚拟机，dalvik.vm.jniopts的值可以通过-Xjniopts参数传入，例如：

adb shellsetprop dalvik.vm.jniopts forcecopy

         更多信息见JNI建议。

 

三、断言

         dalvik虚拟机支持java编程语言的断言表达式，默认它是关闭的，但是可以通过-ea参数的方式(dalvikvm –ea …..)设置dalvik.vm.enableassertions特性。

         在其他桌面虚拟机中这个参数同样生效，通过提供class名、package名（后跟“…”），或者特殊值“all”。例如：

adbshell setprop dalvik.vm.enableassertion all

就可以在所有非系统class中使能断言。

         这个系统特性比全命令行更受限制，不可以通过-ea入口设置更多，而且没有指定-da入口的方法，而且未来也没有-esa/-dsa等价的东西。

 

四、字节码校验和优化

         系统尝试预校验dex文件中的所有类，从而降低class的负担，从而可以使用一系列的优化来提升运行性能。这些都是通过dexopt命令来实现的，不论是在编译系统中还是在安装上。在开发设备上，dexopt可能在dex文件第一次被使用时运行，而不论它或者它的依赖是否更新过（Just-in-time优化和校验，JIT）。

         有两个命令行标志位控制JIT优化和校验，-Xverify和-Xdexopt。andorid框架基于dalvik.vm.dexopt-flags特性来配置这俩参数，如果你设定：

adbshell setprop dalvik.vm.dexopt-flags v=a o=v

         那么android框架会将-Xverify:all-Xdexopt:verified传递给虚拟机，这将使能校验并且只优化校验成功的class。这是最安全的设定，也是默认的。

         你也可以设定dalvik.vm.dexopt-flags v=n使得框架传输-Xverify:none –Xdexopt:verified从而不使能校验（我们可以传输-Xdexopt:all从而允许优化，但是这并不能优化更多代码，因为没有通过校验的class可能被优化器以同样的理由跳过）。这时class不会被dexopt校验，而没被校验的代码很大难以执行。

         使能校验会使得dexopt命令明显花费更多时间，因为校验过程相对较慢，一旦校验和优化过的dex文件准备就绪，校验就不会占用额外的开销除非在加载预校验失败的class。

         如果你的dex文件的校验关闭了，而后来又打开了校验器，应用加载会明显变慢（大概40%以上）因为class会在第一次被调用的时候校验。

         为了最佳效果，当特性变化的时候你应该为dex文件强制重新调用dexopt，即：

adbshell “rm /data/dalvik-cache/*”

         它删除了暂存的dex文件，记住要中止再打开运行时（adb shell stop：adb shell start）。

（老的运行时版本支持布尔型的dalvik.vm.verify-bytecode特性，但是被dalvik.vm.dexopt-flags替代了）

 

五、运行模式

当前dalvik vm的实现包括三个独立的解释内核：“快速”（fast）、“可移植”（portable）、“调试”（debug）。快速解释器是为当前平台优化的，可能包括手动优化的汇编文件；相对的，可移植解释器是用C写的，可在广泛的平台上使用；调试解释器是可移植解释器的变种，包括了支持程序分析（profiling）和单步。

vm可能也支持just-in-time编译，严格的说它并不是另一个解释器，JIT编译器也可以被同样的标志位使能/不使能（查看dalvik –help的输出信息来查看JIT编译器是否在你的虚拟机里面使能）。

vm允许你在快速、可移植和jit中选择，通过使用-Xint参数的扩展来实现，该参数的值可以通过dalvik.vm.execution-mode系统特性来设置。为了选择可移植解释器，你应该用：
adb shell setpropdalvik.vm.execution-mode int:portable

如果该参数没有指定，系统会自动选择最合适的编译器，有时候机器可能允许选择其他模式，例如jit编译器。

不是所有的平台都有优化的实现，有时候，快速编译器是由一系列的c实现的，这个结果会比可移植编译器还慢（当我们对所有流行平台都有优化版本的时候，这个命名“快速”就更准确了）。

如果程序分析使能或者调试器连接了，vm会变为调试解释器。当程序分析结束或者调试器中断连接，就会恢复原来的解释器。（用调试解释器会明显变慢，这是在评估数据时要记住的）

JIT编译器可以通过在应用程序AndroidManifest.xml中加入android:vmSafeMode=”true”来不使能，你怀疑JIT编译器会使得你的应用运行不正常的时候可以使用。

 

六、死锁预测

         如果虚拟机以WITH_DEADLOCK_PREDICTION参数编译，那么死锁预测器会在-Xdeadlockpredict参数中使能。（dalvikvm –help会告诉你虚拟机是否编译正确——在Configured中按行查找deadlock_prediction）这个特性会让虚拟机一直跟踪对象的锁获取的顺序，如果程序试图以与之前看到不同的顺序获取一些锁，虚拟机会log一个warning并有选择的抛出异常。

         命令行参数是基于dalvik.vm.deadlock-predict特性设置的，正确的值是off表示不使能它（默认），warn表示log问题但是继续执行，err表示从monitor-enter指令中引发一个dalvik.system.PotentialDeadlockError异常，abort表示终止整个虚拟机。

         你通常可以这么使用：

adbshell setprop dalvik.vm.deadlock-predict err

         除非你可以在log信息滚动的时候一直关注着。

         注意这个特性是死锁预测，不是死锁检测——在当前实现中，在锁被获取之后才会进行计算（这减轻了代码，降低了互斥信息外的冗余）。在挂起的进程中执行kill -3时可以发现一个死锁，并且可以在log信息中检测到。

         这仅仅考虑了监督程序，本地的互斥量和其他资源也会引起死锁，而且不会被它检测到。

 

七、dump堆栈追踪

         和其他桌面虚拟机一样，dalvik虚拟机收到SIGQUIT（Ctrl-\ 或者kill -3）时，会为所有的现成dump所有的堆栈追踪。它默认写入Android 的log，但是也可以写入一个文件。

         dalvik.vm.stack-trace-file特性允许你指定要将线程堆栈追踪写入的文件名，如果不存在，将创建，新的信息将追加到文件尾，文件名通过-Xstacktracefile参数写入虚拟机。例如：

adbshell setprop dalvik.vm.stack-trace-file /tmp/stack-traces.txt

         如果这个特性没有被定义，虚拟机会在收到这个信号时将堆栈追踪信息写入android log。

 

八、dex文件和校验

         出于性能考虑，优化过的dex文件的和校验被取消了，这通常叫安全，因为文件是在设备上产生的，并且有禁止修改的权限。

         但是如果设备的存储器不可靠，就会发生数据损坏，这通常表现为重复的虚拟机崩溃。为了快速诊断这种失败，虚拟机提供了-Xcheckdexsum参数，如果设置了，在内容被使用之前所有的dex文件都会进行和校验。

         如果dalvik.vm.check-dex-sum特性被使能，那么应用框架会在虚拟机创建时提供这个参数。

         为了使能额外的dex和校验，可以：

adbshell setprop dalvik.vm.check-dex-sum true

         不正确的和校验会组织dex数据的使用，产生错误并写入log文件，如果设备曾经有过这样的问题，那么将这个特性写入/data/local.prop很有用。

         注意dexdump工具每次都会进行dex和校验，它也可以用于检测大量的文件。

 

九、产生标志位

         在“Honeycomb”版本中引入了一系列的汇编，它们通过标志位写入虚拟机：

adb shell setprop dalvik.vm.extra-opts “flag1flag2 … flagN”

         这些标志位之间用空格隔开。你可以指定任意多的标志位只要它们在系统特性值的长度范围内（目前是92个字符）。

         这些额外的标志位会被加到命令行的底端，意味着它们会覆盖之前的设定。这些可以用于例如测试不同的-Xmx的值即使android框架层已经设定过了