Android：Dalvik虚拟机

【本文是Android软件安全与逆向分析读书笔记，纯手打】

一、Dalvik虚拟机

Dalvik虚拟机是google专门为Android设计的虚拟机。

1、Dalvik虚拟机的特点：

1. 体积小、占用内存空间小
2. 专有的DEX可执行文件格式、体积更小、执行速度更快
3. 常量池采用32位索引值，寻址类方法名、字段名、常量更快
4. 基于寄存器架构，并拥有一套完整的指令系统
5. 提供了对象生命周期管理、堆栈管理、线程管理、安全和异常以及垃圾回收等重要功能
6. 所有的Android程序都在Android系统进程里，每个进程对应着一个Dalvik虚拟机实例

2、Dalvik虚拟机与java虚拟机的区别

1. java虚拟机运行的是java字节码，Dalvik虚拟机运行的是Dalvik字节码
   java程序经过编译生成的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。

2. Dalvik可执行文件体积更小
   Android Sdk 中有一个叫做dx的工具负责将java字节码转换为Dalvik字节码。dx工具对java类文件重新排列，消除在类文件中出现的所有冗余信息，避免虚拟机在初始化时出现反复的文件加载与解析过程。一般情况下，java文件中包含着多个不同的方法签名，如果其他的类文件引用该类文件中的方法，方法的签名也会被复制到其类文件中，也就是说 多个不同的类会同时包含相同的方法签名。同样的，大量的字符串常量在多个类文件中也被重复的使用。这些冗余信息会直接增加文件的体积，同时也会严重影响虚拟机解析文件的效率。dx工具针对这个问题做了优化，他将所有的类文件中的常量池进行分解，消除其中的冗余信息，重新组合形成一个常量池，所有的类文件共享同一个常量池。由于dx工具对常量池的压缩，使得相同的字符串、常量在DEX文件中只出现一次，从而减小了文件的体积。
   

   3.Java 虚拟机和Dalvik虚拟机架构不同
   Java虚拟机基于栈架构。程序运行时虚拟机需要频繁的从栈上读取或写入数据，这个过程需要更多的指令分派与内存访问次数，会耗费不少时间。
   Dalvik虚拟机基于寄存器架构。数据的访问通过寄存器间直接传递，这样的访问方式比基于栈方式要快很多。

3、Dalvik虚拟机是如何执行程序的

Android系统的架构采用分层思想，这样做的好处是减少各层之间的依赖性、便于独立分发、容易收敛问题和错误等优点。Android系统由Linux内核、函数库、Android运行时、应用程序框架和应用程序组成。
Dalvik虚拟机属于Android运行时环境。
此处略，不懂。。。。。。

4、Dalvik虚拟机JIT（即时编译）

JIT（Just-In-Time Compilation，即时编译），又称为动态编译，是一种通过在运行时将字节码翻译为机器码的技术。Android 2.2 Dalvik虚拟机引入JIT技术。
主流的JIT包含两种字节码编译方式：

• method方式：以函数或方法为单位进行编译
• trace方式：以trace为单位进行编译

trace方式：在函数中，一般代码很少是按顺序执行的，多数的代码在执行的时候分成了好几条路径，执行比较频繁的路径被称为“热路径”，反之 “冷路径”。trace编译方式能够快速的获取“热路径”的代码，使用更短的时间、更少的内存来编译代码。