Android（java）学习笔记99：Java虚拟机和Dalvik虚拟机的区别

Google于2007年底正式发布了Android SDK, 作为 Android系统的重要特性，Dalvik虚拟机也第一次进入了人们的视野。它对内存的高效使用，和在低速CPU上表现出的高性能，确实令人刮目相看。 依赖于底层Posix兼容的操作系统，它可以简单的完成进程隔离和线程管理。每一个Android应用在底层都会对应一个独立的Dalvik虚拟机实例， 其代码在虚拟机的解释下得以执行。 
很多人认为Dalvik虚拟机是一个Java虚拟机，因为Android的编程语言恰恰就是Java语言。但是这种说法并不准确，因为Dalvik虚拟机并不是按照Java虚拟机的规范来实现的，两者并不兼容；同时还要两个明显的不同:

• Java虚拟机运行的是Java字节码，生成的字节码文件也就是class文件（class文件：二进制处理过的文件）,然后再由java虚拟机去执行编译运行过程。而Dalvik虚拟机运行的则是其专有的文件格式DEX（Dalvik Executable）。
• 在Java SE程序中的Java类会被编译成一个或者多个字节码文件（.class）然后打包到JAR文件，而后Java虚拟机会从相应的CLASS文件和JAR文 件中获取相应的字节码；Android应用虽然也是使用Java语言进行编程，但是在编译成CLASS文件后，还会通过一个工具（dx）将应用所有的 CLASS文件转换成一个.dex文件（dex文件是压缩成zip文件，这样可以减少占用空间），而后Dalvik虚拟机会从其中读取指令和数据。

Dalvik和Android系统Android作为新一代的基于Linux的开源手机操作系统，其系统架构由下而上可以分为以下几部分：

1）Linux内核

2）本地库

3）Android运行库

4）应用框架

5）应用    

Dalvik VM （Android虚拟机），它可以支持已转换为.dex（即Dalvik Exacutable）格式的java应用程序。.dex格式是专为Dalvik设计的一种压缩格式，适合内存和处理器速度有限的系统。

每一个Android应用都运行在一个Dalvik VM实例里，而每一个虚拟机实例都是一个独立的进程空间。虚拟机的线程机制、内存分配和管理、Mutex等都是依赖底层操作系统实现的。所有Android应用的线程都对应一个Linux线程，虚拟机因而可以更多依赖操作的线程调度和管理机制。

Java虚拟机和Dalvik虚拟机的区别：

	java虚拟机	Dalvik虚拟机
	java虚拟机基于栈。 基于栈的机器必须使用指令来载入和操作栈上数据，所需指令更多更多	dalvik虚拟机是基于寄存器的
	java虚拟机运行的是java字节码。（java类会被编译成一个或多个字节码.class文件，打包到.jar文件中，java虚拟机从相应的.class文件和.jar文件中获取相应的字节码）	Dalvik运行的是自定义的.dex字节码格式。（java类被编译成.class文件后，会通过一个dx工具将所有的.class文件转换成一个.dex文件，然后dalvik虚拟机会从其中读取指令和数据）
		常量池已被修改为只使用32位的索引，以 简化解释器。dalvik的堆和栈的参数可以通过-Xms和-Xmx更改
		一个应用，一个虚拟机实例，一个进程（所有android应用的线程都是对应一个linux线程，都运行在自己的沙盒中，不同的应用在不同的进程中运行。每个android dalvik应用程序都被赋予了一个独立的linux PID(app_*)）

 

Dalvik和标准Java虚拟机（JVM）之间的首要差别之一，就是Dalvik基于寄存器，而JVM基于栈。Dalvik基于寄存器指令体大，但是指令不多。JVM指令体小，但是指令多。

Dalvik和Java之间的另外一大区别就是运行环境——Dalvik经过优化，允许在有限的内存中同时运行多个虚拟机的实例，并且每一个 Dalvik应用作为一个独立的Linux进程执行。

（1）虚拟机很小，使用的空间也小；

（2）Dalvik没有JIT编译器；

（3）常量池已被修改为只使用32位的索引，以简化解释器；

（4）它使用自己的字节码，而非Java字节码。

备注：

JIT编译器，英文写作Just-In-Time Compiler，中文意思是即时编译器。

JIT编译器能够将MSIL编译成为各种不同的机器代码，以适应对应的系统平台，最终使得程序在目标系统中得到顺利地运行。

Dalvik虚拟机架构：

  在android源码中,Dalvik虚拟机的实现位于“dalvik/”目录下，其中“dalvik/vm”是虚拟机的实现部分，将会编译成libdvm.so;而"dalvik/libdex"将会编译成libdex.a静态库作为dex工具；“dalvik/dexdump”是.dex文件的反编译工具；虚拟机的可执行程序位于“dalvik/dalvikvm”中，将会编译成dalvikvm可执行文件。

  dalvik虚拟机架构：

Android应用编译及运行流程：

Dalvik进程管理：

   dalvik进程管理是依赖于linux的进程体系结构的，如要为应用程序创建一个进程，它会使用linux的fork机制来复制一个进程（复制进程往往比创建进程效率更高）。

   Zygote是一个虚拟机进程，同时也是一个虚拟机实例的孵化器，它通过init进程启动。首先会孵化出System_Server（android绝大多系统服务的守护进程，它会监听socket等待请求命令，当有一个应用程序启动时，就会向它发出请求，zygote就会FORK出一个新的应用程序进程）.每当系统要求执行一个android应用程序时，Zygote就会运用linux的FORK进制产生一个子进程来执行该应用程序。

   每当执行一个Android应用程序，Zygote就会孵化一个子线程去执行该应用程序（系统内部执行dvz指令完成的）。这样做的好处是显而易见的，Zygote进程是在系统启动时产生的，它会完成虚拟机的初始化，库的加载，预置类库的加载和初始化等操作，而在系统需要一个新的虚拟机实例时，Zygote通过复制自身，最快速地提供一个系统。另外，对于一些只读的系统库，所有虚拟机实例都和Zygote共享一块内存区域，这样可以大大节省内存开销。

   相对于基于堆栈的虚拟机实现，基于寄存器的虚拟机实现虽然在硬件通用性上要差一些，但是它在代码的执行效率却更胜一筹。在基于寄存器的虚拟机中，可以更加有效地减少多余指令的分发和减少内存的读写访问。

JVM和Dalvik进程管理：

   linux中进程间通信的方式有很多，但是dalvik使用的是信号方式来完成进程间通信。

 

Android的初始化流程：