Java虚拟机原理（下）-Dalvik vs ART-探秘Android虚拟机内在机制

Android系统作为移动端主流平台，其高效的虚拟机无疑是其核心竞争力之一。今天，就让我们一起剥开Dalvik和ART虚拟机的外衣，深入解析它们的工作原理和优缺点，帮助你全面把握Android系统的运行机制。

正文导览

1. Dalvik和ART虚拟机的发展历程
2. Dalvik虚拟机的工作原理和特点
3. ART虚拟机的工作原理和优势
4. 两者的性能和效率对比分析
5. 如何根据需求选择合适的虚拟机

一、Dalvik和ART的发展历史

1、 Dalvik孕育与兴起

Dalvik在2007年随着Android平台的发布而首次亮相，并在随后的几年中不断更新和改进。

它基于开源的Java虚拟机，但做了很多改进和优化，专门为搭载有限资源的移动设备量身定制，如:

• Register-based执行，减少内存占用
• .dex字节码格式，减小APK体积
• JIT即时编译器，提升运行效率

Dalvik虚拟机（DVM）与传统的Java虚拟机（JVM）有几个关键的区别：

• 设计目标：Dalvik被设计为适合移动设备，具有较低的内存占用和高效的电池使用。
• 执行格式：Dalvik使用.dex文件格式，这是从Java字节码转换而来的一种压缩形式，专为Dalvik优化。
• 垃圾回收：Dalvik采用了一套适合移动设备的垃圾回收机制，以适应有限的资源。

（1）、Dalvik的主要功能和作用包括

• 执行Android应用程序：Dalvik虚拟机执行.dex格式的应用程序代码。
• 内存管理：Dalvik提供了一套适合移动设备的内存管理策略。
• 垃圾回收：Dalvik的垃圾回收机制优化了移动设备的资源使用。

（2）、Dalvik的优点

• 资源占用低：Dalvik设计时考虑了移动设备的资源限制，占用较少的内存和处理能力。

• 灵活性：Dalvik允许更多的定制和优化，以适应不同的硬件和软件环境。

（3）、Dalvik的缺点

• 性能限制：由于依赖运行时编译，Dalvik的性能可能不如AOT编译的ART。

• 内存管理：虽然针对移动设备进行了优化，但在某些情况下，Dalvik的内存管理可能不如ART高效。

2 、ART继任登场

伴随硬件性能的飞速提升，Dalvik的一些先天缺陷逐渐凸显，主要表现为应用启动缓慢、无法实现应用级别的JIT等。为了持续提升性能，Google从Android 4.4开始引入全新的ART虚拟机。

ART本质上是一款Ahead-Of-Time (AOT)编译器，它在应用安装时就预先编译字节码为机器码，这使得应用的启动和运行速度都得到极大提升。Android 8.0及更高版本已经将ART设为默认虚拟机。

（1）、ART的主要改进包括

• Ahead-of-Time（AOT）编译：ART采用了AOT编译技术，将应用程序代码在安装时编译成机器码，从而提高了执行效率。
• 性能提升：由于AOT编译，ART在运行时不需要进行即时编译（JIT），这减少了运行时的开销，提高了性能。
• 内存管理：ART改进了内存分配和垃圾回收机制，提供了更好的内存管理。

（2）、ART的主要功能和作用包括

• AOT编译：ART在安装时将应用程序代码编译成机器码，提高了启动速度和运行效率。
• 性能优化：ART通过减少运行时编译的需要，提高了应用程序的性能。
• 内存管理：ART提供了改进的内存管理机制，包括更有效的垃圾回收。

（3）、ART的优点

• 性能提升：ART通过AOT编译提供了更好的性能。

• 内存管理：ART的内存管理更为高效，特别是在处理大型应用程序时。