JVM和Dalvik/ART

Android應(yīng)用程序運行在Dalvik/ART虛擬機，并且每一個應(yīng)用程序?qū)?yīng)有一個單獨的Dalvik虛擬機實例。Dalvik虛擬機實則也算是一個Java虛擬機，只不過它執(zhí)行的不是class文件，而是dex文件。Dalvik虛擬機與Java虛擬機共享有差不多的特性，差別在于兩者執(zhí)行的指令集是不一樣的，前者的指令集是基本寄存器的，而后者的指令集是基于堆棧的。

基于棧的虛擬機

對于基于棧的虛擬機來說，每一個運行時的線程，都有一個獨立的棧。棧中記錄了方法調(diào)用的歷史，每有一次方法調(diào)用，棧中便會多一個棧楨。最頂部的棧楨稱作當(dāng)前棧楨，其代表著當(dāng)前執(zhí)行的方法。基于棧的虛擬機通過操作數(shù)棧進行所有操作。

public class Demo {
    public static void test() {
        int a = 1;
        int b = 2;
        int c = a + b;
    }
}

使用javap -c xxx.class進行反編譯，查看字節(jié)碼指令：

• iconst_1：將int類型常量a壓入操作數(shù)棧
• istore_0：將int類型常量a存入局部變量0
• iadd：執(zhí)行int類型的加法操作

執(zhí)行過程如下：

基于寄存器的虛擬機

寄存器是CPU的組成部分。寄存器是有限存貯容量的高速存貯部件，它們可用來暫存指令、數(shù)據(jù)和位址。

基于寄存器的虛擬機中沒有操作數(shù)棧，但是有很多虛擬寄存器。其實和操作數(shù)棧相同，這些寄存器也存放在運行時棧中，本質(zhì)上就是一個數(shù)組。與JVM相似，在Dalvik VM中每個線程都有自己的PC和調(diào)用棧，方法調(diào)用的活動記錄以幀為單位保存在調(diào)用棧上。

與JVM版相比，可以發(fā)現(xiàn)Dalvik版程序的指令數(shù)明顯減少了，數(shù)據(jù)移動次數(shù)也明顯減少了。

ART和Dalvik

Dalvik虛擬機執(zhí)行的是dex字節(jié)碼，解釋執(zhí)行。 從Android 2.2版本開始，支持JIT即時編譯（Just In Time）在程序運行的過程中進行選擇熱點代碼（經(jīng)常執(zhí)行的代碼）進行編譯或者優(yōu)化。而ART（Android Runtime） 是在 Android 4.4 中引入的一個開發(fā)者選項，也是 Android 5.0 及更高版本的默認(rèn) Android 運行時。ART虛擬機執(zhí)行的是本地機器碼。 Android的運行時從Dalvik虛擬機替換成ART虛擬機，并不要求開發(fā)者將自己的應(yīng)用直接編譯成目標(biāo)機器碼，APK仍然是一個包含dex字節(jié)碼的文件。

dex2aot

Dalvik下應(yīng)用在安裝的過程，會執(zhí)行一次優(yōu)化，將dex字節(jié)碼進行優(yōu)化生成odex文件。而Art下將應(yīng)用的dex字節(jié)碼翻譯成本地機器碼的最恰當(dāng)AOT時機也就發(fā)生在應(yīng)用安裝的時候。ART 引入了預(yù)先編譯機制**（Ahead Of Time），在安裝時，ART 使用設(shè)備自帶的 dex2oat 工具來編譯應(yīng)用，dex中的字節(jié)碼將被編譯成本地機器碼。

Android N(7.0)的運作方式

ART 使用預(yù)先 (AOT) 編譯，并且從 Android N混合使用AOT編譯，解釋和JIT。

1、最初安裝應(yīng)用時不進行任何 AOT 編譯（安裝又快了），運行過程中解釋執(zhí)行，對經(jīng)常執(zhí)行的方法進行JIT，經(jīng)過 JIT 編譯的方法將會記錄到Profile配置文件中。

2、當(dāng)設(shè)備閑置和充電時，編譯守護進程會運行，根據(jù)Profile文件對常用代碼進行 AOT 編譯。待下次運行時直接使用。

類加載機制

雙親委派機制

protected Class<?> loadClass(String name, boolean resolve)
        throws ClassNotFoundException
    {
            //檢查類是否已經(jīng)被加載過
            Class<?> c = findLoadedClass(name);
            if (c == null) {
                //沒被加載過，就去加載該類
                try {
                    if (parent != null) {
                        //parent不為null，則調(diào)用parent的loadClass去加載
                        c = parent.loadClass(name, false);
                    } else {
                        //parent為null，則調(diào)用BootClassLoader去加載類(從Framework中找)
                        c = findBootstrapClassOrNull(name);
                    }
                } catch (ClassNotFoundException e) {
                    // ClassNotFoundException thrown if class not found
                    // from the non-null parent class loader
                }

                if (c == null) {
                    //如果還是找不到，就調(diào)用findClass自己去找(從app中找)
                    c = findClass(name);
                }
            }
            return c;
    }

某個類加載器在加載類時，首先將加載任務(wù)委托給父類加載器，依次遞歸，如果父類加載器可以完成類加載任務(wù)，就成功返回；只有父類加載器無法完成此加載任務(wù)或者沒有父類加載器時，才自己去加載。

好處：

1、避免重復(fù)加載，當(dāng)父加載器已經(jīng)加載了該類的時候，就沒有必要子ClassLoader再加載一次。

2、安全性考慮，防止核心API庫被隨意篡改。

類加載過程

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