安卓art和dalvik的区别

Posted 2023-05-17

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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了安卓art和dalvik的区别相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

Dalvik是Google公司自己设计用于android平台的Java虚拟机。Dalvik虚拟机是Google等厂商合作开发的Android移动设备平台的核心组成部分之一。它可以支持已转换为 .dex（即Dalvik Executable）格式的Java应用程序的运行，.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。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。独立的进程可以防止在虚拟机崩溃的时候所有程序都被关闭。
Android操作系统已经成熟，Google的Android团队开始将注意力转向一些底层组件，其中之一是负责应用程序运行的Dalvik运行时。Google开发者已经花了两年时间开发更快执行效率更高更省电的替代ART运行时。 ART代表Android Runtime，其处理应用程序执行的方式完全不同于Dalvik，Dalvik是依靠一个Just-In-Time (JIT)编译器去解释字节码。开发者编译后的应用代码需要通过一个解释器在用户的设备上运行，这一机制并不高效，但让应用能更容易在不同硬件和架构上运行。ART则完全改变了这套做法，在应用安装时就预编译字节码到机器语言，这一机制叫Ahead-Of-Time (AOT）编译。在移除解释代码这一过程后，应用程序执行将更有效率，启动更快。参考技术A 以前也只是看过，没有怎么总结过，现在给总结下。

首先介绍下二者的含义：

Dalvik

Dalvik虚拟机，是Google等厂商合作开发的Android移动设备平台的核心组成部分之一。它可以支持已转换为.dex（即“Dalvik Executable”）格式的Java应用程序的运行。.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。Dalvik由Dan Bornstein编写的，名字来源于他的祖先曾经居住过的小渔村达尔维克（Dalvík），位于冰岛Eyjafjörður。

大多数虚拟机包括JVM都是一种堆栈机器，而Dalvik虚拟机则是寄存器机。两种架构各有优劣，一般而言，基于堆栈的机器需要更多指令，而基于寄存器的机器指令更长。

Dalvik经过优化后，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，独立的进程可以防止在虚拟机崩溃的时候所有程序都被关闭。其实就是每一个应用都是作为独自的虚拟机运行，与其他应用互不牵扯。目前在Android4.4及其以下的版本中，应该全都是使用的Dalvik这种模式。

ART （Android Runtime）

Android Runtime（缩写为 ART），是一种在Android操作系统上的运行环境，由Google公司研发，并在2013年作为Android 4.4系统中的一项测试功能正式对外发布，在Android 5.0及后续Android版本中作为正式的运行时库取代了以往的Dalvik虚拟机。ART能够把应用程序的字节码转换为机器码，是Android所使用的一种新的虚拟机。它与Dalvik的主要不同在于：Dalvik采用的是JIT技术，而ART采用Ahead-of-time（AOT）技术。 ART同时也改善了性能、垃圾回收(Garbage Collection)、应用程序除错以及性能分析。

JIT最早在Android 2.2系统中引进到Dalvik虚拟机中，在应用程序启动时，JIT通过进行连续的性能分析来优化程序代码的执行，在程序运行的过程中，Dalvik虚拟机在不断的进行将字节码编译成机器码的工作。与Dalvik虚拟机不同的是，ART引入了AOT这种预编译技术，在应用程序安装的过程中，ART就已经将所有的字节码重新编译成了机器码。应用程序运行过程中无需进行实时的编译工作，只需要进行直接调用。因此，ART极大的提高了应用程序的运行效率，同时也减少了手机的电量消耗，提高了移动设备的续航能力，在垃圾回收等机制上也有了较大的提升。为了保证向下兼容，ART使用了相同的Dalvik字节码文件（dex），即在应用程序目录下保留了dex文件供旧程序调用然而.odex文件则替换成了可执行与可链接格式（ELF）可执行文件。一旦一个程序被ART的dex2oat命令编译，那么这个程序将会指通过ELF可执行文件来运行。因此，相对于Dalvik虚拟机模式，ART模式下Android应用程序的安装需要消耗更多的时间，同时也会占用更大的储存空间（指内部储存，用于储存编译后的代码）,但节省了很多Dalvik虚拟机用于实时编译的时间。
Google公司在Android 4.4中带来的ART模式仅仅是ART的一个预览版，系统默认仍然使用的是Dalvik虚拟机，4.4上面提供的预览版ART相对于Android 5.0以后的ART运行时库有较大的不同，尤其体现在兼容性上。

那么，Dalvik和ART的区别是啥呢？

平台支持差别：

Dalvik Android 4.4 及其以下平台使用的虚拟机；
ART Android4.4以上平台使用的虚拟机技术；

工作原理差别：

在应用程序启动时，JIT通过进行连续的性能分析来优化程序代码的执行，在程序运行的过程中，Dalvik虚拟机在不断的进行将字节码编译成机器码的工作。

ART引入了AOT这种预编译技术，在应用程序安装的过程中，ART就已经将所有的字节码重新编译成了机器码。应用程序运行过程中无需进行实时的编译工作，只需要进行直接调用.因此，ART极大的提高了应用程序的运行效率，同时也减少了手机的电量消耗，提高了移动设备的续航能力，在垃圾回收等机制上也有了较大的提升。
相对于Dalvik虚拟机模式，ART模式下Android应用程序的安装需要消耗更多的时间，同时也会占用更大的储存空间（指内部储存，用于储存编译后的代码）,但节省了很多Dalvik虚拟机用于实时编译的时间参考技术B dalvik是执行的时候编译+运行，安装比较快，开启应用比较慢，应用占用空间小
ART是安装的时候就编译好了，执行的时候直接就可以运行的，安装慢，开启应用快，占用空间大
用个比喻来说就是，骑自行车
dalvik 是已经折叠起来的自行车，每次骑都要先组装自行车才能骑
ART 是已经组装好的自行车，每次骑直接上车就能走人

效率高在开启的时候，运行中的速度是差不多的

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

虚拟机是什么， JVM，Dalvik，Art三者的区别

JVM和Android虚拟机的区别

JVM虚拟机执的是.class文件，Android虚拟机执行的是.dex文件
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
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

Java虚拟机都是基于栈的结构，而Dalvik虚拟机则是基于寄存器。
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。
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。
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