摘自：http://www.2cto.com/kf/201401/270288.html
一、Android系統(tǒng)性能提升之路
Dalvik虛擬機(jī)作為Android平臺(tái)的核心組成部分之一，允許在有限的內(nèi)存資源中同時(shí)運(yùn)行多個(gè)虛擬機(jī)實(shí)例。Dalvik虛擬機(jī)通過(guò)以下方式提升性能：
1、DEX代碼安裝時(shí)或第一次動(dòng)態(tài)加載時(shí)odex化處理。
2、Android2.2版本提供了JIT機(jī)制提升性能，號(hào)稱性能提升3~5倍。
3、提升硬件配置，如更多核CPU、更高頻率CPU、更大的RAM等。
但是Android的系統(tǒng)流暢度與IOS系統(tǒng)還是有一定得差距。Android代碼必須運(yùn)行在Dalvik虛擬機(jī)上，而IOS直接是本地代碼，性能差距也在情理之中。如果Android系統(tǒng)想擁有與IOS系統(tǒng)相同的系統(tǒng)性能。Dalvik虛擬機(jī)運(yùn)行機(jī)制就成為Android系統(tǒng)性能提升唯一的障礙。
Android Kitkat 提供了一種與Dalvik截然不同的運(yùn)行環(huán)境-ART(Android Runtime)的支持。目前用戶可以選擇設(shè)備的運(yùn)行環(huán)境，在不久的將來(lái)ART肯定會(huì)替代Dalvik Runtime。
二、Dalvik vs ART
Dalvik運(yùn)行環(huán)境使用JIT（Just-In-Time）來(lái)進(jìn)行轉(zhuǎn)譯,應(yīng)用每次運(yùn)行的時(shí)候，字節(jié)碼都需要通過(guò)JIT轉(zhuǎn)換為機(jī)器碼，這會(huì)拖慢應(yīng)用的運(yùn)行效率。而ART則是使用AOT進(jìn)行處理（Ahead-Of-Time），并會(huì)在應(yīng)用程序安裝完畢時(shí)，進(jìn)行預(yù)先的基礎(chǔ)性編譯作業(yè)，這就減去了JIT運(yùn)行時(shí)的機(jī)器碼轉(zhuǎn)化時(shí)間，應(yīng)用的啟動(dòng)和執(zhí)行都會(huì)變得更加快速。ART優(yōu)點(diǎn)：1、系統(tǒng)性能的顯著提升。2、應(yīng)用啟動(dòng)更快、運(yùn)行更快、體驗(yàn)更流暢、觸感反饋更及時(shí)。3、更長(zhǎng)的電池續(xù)航能力。
4、支持更低的硬件。
ART缺點(diǎn)：1、更大的存儲(chǔ)空間占用，可能會(huì)增加10%-20%。2、更長(zhǎng)的應(yīng)用安裝時(shí)間。
總的來(lái)說(shuō)ART的功效就是“空間換時(shí)間”。
三、初步感知ART
1、設(shè)備如何選擇ART運(yùn)行環(huán)境
通過(guò)以下步驟開(kāi)啟：設(shè)置→關(guān)于手機(jī)→點(diǎn)擊最下面的版本號(hào)7次→開(kāi)發(fā)者模式出現(xiàn)→返回→進(jìn)入開(kāi)發(fā)者模式，然后選擇runtime-使用ART
目前官方Android模擬器并不能開(kāi)啟ART模式，可以通過(guò)該網(wǎng)址下載支持ART模式的Android模擬器鏡像 ( http://blog.csdn.net/coolypf/article/details/17069015）
2、Dalvik切換ART后系統(tǒng)變化
2.1、應(yīng)用安裝時(shí)采用的代碼優(yōu)化方式不同：
Dalvik Runtime ： dex2opt（http://124.16.139.131:24080/lxr/source/dalvik/dexopt/OptMain.cpp?v=android-4.0.4#f_OptMain.cpp）
ART Runtime ： dex2oat (https://android.googlesource.com/platform/art/+/kitkat-release/dex2oat/dex2oat.cc)
2.2、優(yōu)化后的文件大小及格式不同：
兩個(gè)運(yùn)行環(huán)境產(chǎn)生的優(yōu)化代碼路徑及文件名都為：/data/dalvik-cache/app/data@app@{package name}.apk@classes.dex
ART環(huán)境產(chǎn)生的優(yōu)化代碼文件大小明顯比Dalvik環(huán)境產(chǎn)生大：
[圖片上傳中。。。（2）]
雖然都為.dex文件結(jié)尾，但是文件格式卻是天壤之別：
ART環(huán)境文件格式：ELF Shared Object
[圖片上傳中。。。（3）]
Dalvik環(huán)境文件格式：
[圖片上傳中。。。（4）]
三、ART相關(guān)源代碼
ART相關(guān)源代碼下載地址：（https://android.googlesource.com/platform/art/+archive/kitkat-release.tar.gz）
從源代碼文件目錄名稱可以很清楚的了解各文件夾中相關(guān)文件的功能，我們最關(guān)心的主要有compiler、dex2oat、runtime三個(gè)文件夾：
compiler：主要負(fù)責(zé)Dalvik字節(jié)碼到本地代碼的轉(zhuǎn)換，編譯為libart-compiler.so
dex2oat ：完成DEX文件到ELF文件轉(zhuǎn)換。編譯為dex2oat
runtime ：Android ART運(yùn)行時(shí)源代碼，編譯為libart.so
[圖片上傳中。。。（5）]
四、dex2oat優(yōu)化流程
在應(yīng)用安裝時(shí)，installd通過(guò)dex2oat優(yōu)化APK安裝包c(diǎn)lasses.dex的Dalvik字節(jié)碼為本地機(jī)器代碼。整個(gè)優(yōu)化為：
[圖片上傳中。。。（6）]
更多LLVM編譯器的信息可查看：
http://llvm.org/
http://www.ibm.com/developerworks/cn/opensource/os-createcompilerllvm1/
http://www.chinaicexpo.com/market/1104-llvm.html
五、OAT文件格式
OAT文件其實(shí)就是基于ELF格式的一種私有文件格式。
OAT的ELF 段信息：
OAT的ELF export信息：
[圖片上傳中。。。（8）]
OAT文件加載流程，通過(guò)分析ART相關(guān)源碼，當(dāng)通過(guò)DexClassLoader加載一個(gè)OAT文件基本流程如下：
1、讀取oatdata符號(hào)地址獲取Oat數(shù)據(jù) startAddress。
2、讀取oatlastword符號(hào)地址獲取OAT數(shù)據(jù) endAddress。
3、通過(guò)startAddress和endAddress定位Oat數(shù)據(jù)。
4、解析Oat數(shù)據(jù)。構(gòu)建方法定位所需數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。
然后就可以調(diào)用加載OAT文件的代碼了。
整個(gè)的方法定位過(guò)程和Dalvik運(yùn)行環(huán)境沒(méi)有太大區(qū)別，讀者可以通過(guò)(http://blog.csdn.net/androidsecurity/article/details/8664778)來(lái)了解如何定位到一個(gè)類的某個(gè)方法。
您可以簡(jiǎn)單的認(rèn)為ART和Dalvik區(qū)別就是：Dalvik定位到的方法是Davlik字節(jié)碼，但是ART定位到的方法是本地代碼。僅是方法代碼內(nèi)容發(fā)生了變化，但是方法的定位過(guò)程基本相同。
我們以關(guān)鍵的地址點(diǎn)為分割截取OAT文件數(shù)據(jù)段：
ELF頭：
OAT數(shù)據(jù)內(nèi)容開(kāi)始：（注意0x10BB位置，DexHeader開(kāi)始）
[圖片上傳中。。。（10）]
可執(zhí)行本地代碼部分：
OAT數(shù)據(jù)結(jié)束位置：
具體的OAT文件格式可以查看源代碼。
