Android各版本虚拟机的Dexopt区别

Posted 2023-05-17

参考技术A 从android 2.1版本到现在的Android 11 , 中间虚拟机变化过三次 :

对于5.0以下的版本 , 加载Multidex的时候 , 会优先判断 odex 是否存在 , 如果不存在 , 则会通过dexopt生成odex , 然后再加载odex , 同时 , 如果存在 多个Dex文件 的话 , Dexopt 也会执行多次.

使用Dalvik虚拟机 , 生成odex文件 . Dalvik采用的是JIT编译+解释器，也就是即时编译，每次应用运行时会实时将Dex翻译成机器码.

使用ART虚拟机 , 生成oat文件. 在ROM OTA或者恢复出场设置后 , 会要进行dex2oat根据当前ROM进行重新编译生成.oat文件.

使用ART虚拟机 , 但是在7.0之上 , 增加了 .vdex 与 .art 机制 , 在ART虚拟机再次启动/升级 , 加载Dex/Oat文件时 , 会减少Dex的校验时间 , 提升加载与运行效率

在ART虚拟机的基础上 , 增加了 Cdex ( Compat Dex ) 机制 ,

compat_dex_file.h

在dex2oat的时候 , 会有一个目标编译类型 , 会有以下几类 , 根据时机不同dex2oat的编译方式也会不同

配置

JVM虚拟机与Android虚拟机

虚拟机相关

• 虚拟机是什么， JVM，Dalvik，Art三者的区别
• • JVM和Android虚拟机的区别
  • • 虚拟栈和寄存器
    • 基于虚拟栈和寄存器的程序都是怎么运行的
    • class与dex结构
  • Dalvik虚拟机和Art虚拟机的区别

虚拟机是什么， JVM，Dalvik，Art三者的区别

JVM和Android虚拟机的区别

1. JVM虚拟机执的是.class文件，Android虚拟机执行的是.dex文件
2. class文件存在很多冗余信息，dex会去除冗余信息
   一个class文件是一个类，一个dex文件里有很多类，减少加载次数和IO操作
3. JVM虚拟机执行的是基于虚拟栈的虚拟机，Android虚拟机是基于寄存器的虚拟机

虚拟栈和寄存器

1. Java虚拟机都是基于栈的结构，而Dalvik虚拟机则是基于寄存器。
2. 基于栈的指令很紧凑，Java虚拟机使用的指令只占一个字节，因而称为字节码。
3. 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。Dalvik虚拟机的某些指令需要占用2-3个字节。
4. 基于栈和基于寄存器的指令集各有优劣，一般而言，执行同样的功能，基于栈的需要更多的指令（主要是load和store指令），而基于寄存器需要更多的指令空间。栈需要更多指令意味着要多占用CPU时间，寄存器需要更多指令空间意味着数据缓冲（d-cache）更易失效

基于虚拟栈和寄存器的程序都是怎么运行的

虚拟栈：通过const、store、load等指令，声明变量压入栈顶、存放到本地变量表中、从本地变量表中取回到栈顶进行操作等一连串指令运行程序，基于虚拟栈的程序没有变量引用的概念，指令多(需要更多的load和store指令)但是精简，消耗内存大，运行速度快
寄存器：指令少，但是每个指令比较大，因为指令中包含了变量的内存地址，所以通常需要2-3字节来表示变量

字节码指令查询地址

字节码指令没有地址
arm指令含有地址

class与dex结构

jar文件里边有很多class文件，每个class文件都是一个java类
dex文件里边是很多数据类型的列表，将打包到dex中的所有java类中的变量、方法等，根据不同类型，放到了对应的列表中

1. dex文件减少了整体文件尺寸，dex更像是一种压缩文件，一次可以表示更多的class，jar是将n个class放在了一起
2. Android虚拟机加载时，加载一个dex会加载很多类，class每次只加载一个
3. dex指令更加密集，class指令比较多
4. dex寄存器设计时方便寻址，class需要多次load与store指令
5. dex适合于移动设备，class适合PC大内存，单指令小的情况下快速执行

Dalvik虚拟机和Art虚拟机的区别

Dalvik使用JIT(Just in time)编译，Art使用AOT(Ahead of time)编译

Dalvik:每次应用在运行时，实时的将一部分dex字节码翻译成机器码，消耗内存少，占用更少的物理存储空间，但CPU消耗多，启动和运行速度慢
Art：在应用安装期间，将dex字节码翻译成机器码存储在设备中，优点是不需要即时编译，启动运行速度快，缺点是占用更大的存储空间