Android技术要点概括(二)-Dalvik虚拟机篇

1、什么是Dalvik虚拟机

Dalvik是Google公司本身设计用于Android 平台的Java虚拟机，具备高效、简洁、节省资源的特色，从Android系统架构图知，Dalvik虚拟机运行在Android的运行时库层

Dalvik做为面向Linux、为嵌入式操做系统设计的虚拟机，主要负责完成对象生命周期管理、堆栈管理、线程管理、安全和异常管理，以及垃圾回收等。

2、Dalvik虚拟机的特色

1. 体积小，占用内存空间小
2. 专有的dex可执行文件格式，体积更小，执行速度更快。
3. 常量池采用32位索引值，寻址类方法名，字段名，常量更快
4. 基于寄存器架构，并拥有一套完整的指令系统。
5. 提供了对象生命周期管理，堆栈管理，线程管理，安全和异常管理以及垃圾回收等重要功能。
6. 全部的Android程序都运行在Android系统进程里，每一个进程对应一个Dalvik虚拟机实例。

3、Dalvik虚拟机和Java虚拟机的区别

Java虚拟机运行的是Java字节码，Dalvik虚拟机运行的Dalvik字节码

传统的Java程序通过编译，生成Java字节码保存在class文件中，Java虚拟机经过解码class文件中的内容运行程序。 而Dalvik虚拟机运行的是Dalvik字节码，全部的Dalvik字节码由Java字节码转换而来，并被打包到一个dex文件中，Dalvik虚拟机经过解析dex文件来执行这些字节码。

Dalvik可执行文件体积小，Android SDK中有一个叫dx的工具负责将Java字节码转换成Dalvik字节码。

dx工具对Java类文件从新排列，消除在文件中出现的全部的冗余信息，避免虚拟机在初始化时出现反复的文件加载和解析过程。 通常状况下，Java类文件中包含多个不一样的方法签名，若是其余的类文件引用该类文件中的防范， 方法签名也会被复制到其余类文件中，也就是说， 多个不一样的类会同时包含相同的方法签名，一样的，大量的字符串常量在多个类文件中也会被重复使用，这些冗余信息会直接增长文件的体积，同时也会影响虚拟机解析文件的效率。消除其中的冗余信息，从新组合成一个常量池，全部的类文件共享一个常量池，因为dx工具对常量池的压缩，使得相同的字符串，常量在dex文件中只出现一次，从而减少了文件的体积。

Java虚拟机与Dalvik虚拟机架构不一样。这也是它们之间最大的区别。

• Java虚拟机基于栈架构，程序在运行时虚拟机须要频繁的从站上读取或者写入数据，这个过程须要更多的指令分派与内存访问次数，会耗费很多CPU时间，对于像手机这种资源有限的设备来讲，这是至关大的一笔开销
• Dalvik虚拟机基于寄存器架构，数据的访问经过寄存器直接传递，这样的访问方式比基于栈方式要快不少。

4、Dalvik虚拟机结构

一个程序首先通过dx工具将class文件转换成Dalvik虚拟机能够执行的dex文件，而后由类加载器加载原生类和Java类，接着由解释器根据指令集对Dalvik字节码进行解析、执行，最后，根据dvm_arch参数选择编译的目标体系结构。

5、Android APK 编译打包流程

1. Java编译器对工程自己的Java代码进行编译，这些java代码有三个来源：app的源代码、由资源文件生成的R文件以及有aidl文件生成的java接口文件。产出为.class 文件。 ① 用AAPT编译R.java文件 ② 编译AIDL的java文件 ③ 把java文件编译成class文件
2. .class文件和依赖的三方库文件经过dex工具生成Dalvik虚拟机可执行的.dex文件，包含了全部的class信息，包括项目自己的class和依赖的class，产生出.dex文件。
3. apkbuilder 工具将.dex 文件和编译后的资源文件生成未经签名对齐的apk文件，这里编译后的资源文件包括两部分，一是由aapt编译产生的编译后的资源文件，二是依赖的三方库里的资源文件，产生为未经签名的apk文件。
4. 分别由Jarsigner和zipalign对apk文件进行签名和对齐，生成最终的apk文件。

总结：编译-> Dex -> 打包 -> 签名和对齐