Android技術要點概括(二)-Dalvik虛擬機篇

1、什麼是Dalvik虛擬機

Dalvik是Google公司本身設計用於Android 平臺的Java虛擬機，具備高效、簡潔、節省資源的特色，從Android系統架構圖知，Dalvik虛擬機運行在Android的運行時庫層

Dalvik做爲面向Linux、爲嵌入式操做系統設計的虛擬機，主要負責完成對象生命週期管理、堆棧管理、線程管理、安全和異常管理，以及垃圾回收等。

2、Dalvik虛擬機的特色

1. 體積小，佔用內存空間小
2. 專有的dex可執行文件格式，體積更小，執行速度更快。
3. 常量池採用32位索引值，尋址類方法名，字段名，常量更快
4. 基於寄存器架構，並擁有一套完整的指令系統。
5. 提供了對象生命週期管理，堆棧管理，線程管理，安全和異常管理以及垃圾回收等重要功能。
6. 全部的Android程序都運行在Android系統進程裏，每一個進程對應一個Dalvik虛擬機實例。

3、Dalvik虛擬機和Java虛擬機的區別

Java虛擬機運行的是Java字節碼，Dalvik虛擬機運行的Dalvik字節碼

傳統的Java程序通過編譯，生成Java字節碼保存在class文件中，Java虛擬機經過解碼class文件中的內容運行程序。 而Dalvik虛擬機運行的是Dalvik字節碼，全部的Dalvik字節碼由Java字節碼轉換而來，並被打包到一個dex文件中，Dalvik虛擬機經過解析dex文件來執行這些字節碼。

Dalvik可執行文件體積小，Android SDK中有一個叫dx的工具負責將Java字節碼轉換成Dalvik字節碼。

dx工具對Java類文件從新排列，消除在文件中出現的全部的冗餘信息，避免虛擬機在初始化時出現反覆的文件加載和解析過程。 通常狀況下，Java類文件中包含多個不一樣的方法簽名，若是其餘的類文件引用該類文件中的防範， 方法簽名也會被複制到其餘類文件中，也就是說， 多個不一樣的類會同時包含相同的方法簽名，一樣的，大量的字符串常量在多個類文件中也會被重複使用，這些冗餘信息會直接增長文件的體積，同時也會影響虛擬機解析文件的效率。消除其中的冗餘信息，從新組合成一個常量池，全部的類文件共享一個常量池，因爲dx工具對常量池的壓縮，使得相同的字符串，常量在dex文件中只出現一次，從而減少了文件的體積。

Java虛擬機與Dalvik虛擬機架構不一樣。這也是它們之間最大的區別。

• Java虛擬機基於棧架構，程序在運行時虛擬機須要頻繁的從站上讀取或者寫入數據，這個過程須要更多的指令分派與內存訪問次數，會耗費很多CPU時間，對於像手機這種資源有限的設備來講，這是至關大的一筆開銷
• Dalvik虛擬機基於寄存器架構，數據的訪問經過寄存器直接傳遞，這樣的訪問方式比基於棧方式要快不少。

4、Dalvik虛擬機結構

一個程序首先通過dx工具將class文件轉換成Dalvik虛擬機能夠執行的dex文件，而後由類加載器加載原生類和Java類，接着由解釋器根據指令集對Dalvik字節碼進行解析、執行，最後，根據dvm_arch參數選擇編譯的目標體系結構。

5、Android APK 編譯打包流程

1. Java編譯器對工程自己的Java代碼進行編譯，這些java代碼有三個來源：app的源代碼、由資源文件生成的R文件以及有aidl文件生成的java接口文件。產出爲.class 文件。 ① 用AAPT編譯R.java文件 ② 編譯AIDL的java文件 ③ 把java文件編譯成class文件
2. .class文件和依賴的三方庫文件經過dex工具生成Dalvik虛擬機可執行的.dex文件，包含了全部的class信息，包括項目自己的class和依賴的class，產生出.dex文件。
3. apkbuilder 工具將.dex 文件和編譯後的資源文件生成未經簽名對齊的apk文件，這裏編譯後的資源文件包括兩部分，一是由aapt編譯產生的編譯後的資源文件，二是依賴的三方庫裏的資源文件，產生爲未經簽名的apk文件。
4. 分別由Jarsigner和zipalign對apk文件進行簽名和對齊，生成最終的apk文件。

總結：編譯-> Dex -> 打包 -> 簽名和對齊