Dalvik虚拟机和Art虚拟机

Dalvik虚拟机

DVM是Dalvik Virtual Machine的缩写，是Android4.4及以前使用的虚拟机，所有android程序都运行在android系统进程里，每个进程对应着一个Dalvik虚拟机实例。

DVM和JVM的区别

执行的字节码不同
- JAVA虚拟机运行的是JAVA字节码，Dalvik虚拟机运行的是Dalvik字节码
```
 JVM: .java -> javac -> .class -> jar -> .jar

 DVM: .java -> javac -> .class -> dx.bat -> .dex
```
- Dalvik可执行文件体积更小
  
  一般情况下，Java类文件中包含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，同样地，大量的字符串常量在多个类文件中也被重复使用。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。
  
  安卓使用Dalvik虚拟机，SDK中有个dx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，将所有JAVA类文件中的常量池分解，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，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。
基于的架构不同

Dvm基于寄存器，所以它的指令是二地址和三地址混合，指令中指明了操作数的地址；jvm基于栈，它的指令是零地址，指令的操作数对象默认是操作数栈中的几个位置。但基于寄存器的指令由于需要指定源地址和目标地址，因此需要占用更多的指令空间。

Java虚拟机基于栈架构。程序在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CPU时间，对千像手机设备资源有限的设备来说，这是相当大的一笔开销。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千栈方式要快很多。

Dalvik堆

Dalvik虚拟机用来分配对象的堆划分为两部分，一部分叫做Active Heap，另一部分叫做Zygote Heap。Android系统启动后，会有一个Zygote进程创建第一个Dalvik虚拟机，它只维护了一个堆。以后启动的所有应用程序进程是被Zygote进程fork出来的，并都持有一个自己的Dalvik虚拟机。在创建应用程序的过程中，Dalvik虚拟机采用COW策略复制Zygote进程的地址空间。

当创建第一个应用程序进程时，会将已经使用了的那部分堆内存划分为一部分，还没有使用的堆内存划分为另外一部分。前者就称为Zygote堆，后者就称为Active堆。这样只需把zygote堆中的内容复制给应用程序进程就可以了。以后无论是Zygote进程，还是应用程序进程，当它们需要分配对象的时候，都在Active堆上进行。这样就可以使得Zygote堆尽可能少地被执行写操作，因而就可以减少执行写时拷贝的操作。在Zygote堆里面分配的对象其实主要就是Zygote进程在启动过程中预加载的类、资源和对象了。这意味着这些预加载的类、资源和对象可以在Zygote进程和应用程序进程中做到长期共享。这样既能减少拷贝操作，还能减少对内存的需求。Dalvik虚拟机进行部分垃圾收集时，实际上就是只收集在Active堆上分配的对象。

Art虚拟机

为了区分Art虚拟机和Dalvik虚拟机，需要先介绍下面两个概念。

JIT

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，使得程序的执行速度更快。

在JVM中，javac将源程序编译成java字节码，JVM通过逐条解释将字节码翻译成对应的机器指令，逐条读入，逐条解释翻译，比较慢；为了提升速度，当App运行时，每当遇到一个新类，JIT编译器就会对这个类进行编译，经过编译后的代码，会被优化成相当精简的原生型指令码（即native code），这样在下次执行到相同逻辑的时候，速度就会更快。

但是，有一点需要注意，dex字节码翻译成本地机器码是发生在应用程序的运行过程中的，并且应用程序每一次重新运行的时候，都要做重做这个翻译工作，每次重新打开App，都需要JIT编译。
AOT

ART的策略与Dalvik不同，在ART 环境中，应用在第一次安装的时候，字节码就会预先编译成机器码，使其成为真正的本地应用。APK在安装的时候，打包在里面的classes.dex文件会被工具dex2oat翻译成本地机器指令，最终得到一个ELF格式的oat文件。

这样可以保证以后每次打开应用，执行的都是本地机器码。去除了运行时的解释执行，效率更高，启动更快。
ART和Dalvik的区别
1. ART需要应用程序在安装时，就把程序代码转换成机器语言，所以这会消耗掉更多的存储空间，但消耗掉空间的增幅通常不会超过应用代码包大小的20%
2. 由于有了一个转码的过程，所以应用安装时间难免会延长

参考文章：