Dalvik

Dalvik是Google公司自己設(shè)計用于Android平臺的Java虛擬機。它是Android移動設(shè)備平臺的核心組成部分之一，可以支持已轉(zhuǎn)換為.dex（即Dalvik Executable）格式的Java應(yīng)用程序的運行。.dex格式是專為Dalvik設(shè)計的一種壓縮格式，適合內(nèi)存和處理器速度有限的系統(tǒng)。Dalvik經(jīng)過優(yōu)化，允許在有限的內(nèi)存中同時運行多個虛擬機的實例，并且每一個Dalvik應(yīng)用作為一個獨立的Linux進程執(zhí)行。獨立的進程可以防止在虛擬機崩潰的時候所有程序都被關(guān)閉。此外，Dalvik虛擬機基于寄存器，與標(biāo)準(zhǔn)Java虛擬機（JVM）基于棧的架構(gòu)存在顯著差異。

• 原理：一個應(yīng)用首先經(jīng)過DX工具將class文件轉(zhuǎn)換成Dalvik虛擬機可以執(zhí)行的dex文件，然后由類加載器加載原生類和 Java類。Dalvik虛擬機負責(zé)解釋器根據(jù)指令集對Dalvik字節(jié)碼進行釋dex文件為機器碼。
• JIT編譯器：Dalvik負責(zé)將dex翻譯為機器碼交由系統(tǒng)調(diào)用，有一個缺陷，每次執(zhí)行代碼，都需要Dalvik將操作碼代碼翻譯為機器對應(yīng)的微處理器指令，然后交給底層系統(tǒng)處理，運行效率很低。JIT編譯器，當(dāng)App運行時，每當(dāng)遇到一個新類，JIT編譯器就會對這個類進行即時編譯，經(jīng)過編譯后的代碼，會被優(yōu)化成相當(dāng)精簡的原生型指令碼（即native code），這樣在下次執(zhí)行到相同邏輯的時候，速度就會更快。
• Dalvik的啟動流程：Dalvik進程管理是依賴于linux的進程體系結(jié)構(gòu)的，如要為應(yīng)用程序創(chuàng)建一個進程，它會使用linux的fork機制來復(fù)制一個進程。

ART

ART（Android Runtime）是Android平臺上的一個運行時環(huán)境，用于執(zhí)行Android應(yīng)用程序。它是Android操作系統(tǒng)的重要組成部分，為應(yīng)用程序提供了執(zhí)行環(huán)境。

ART是在Android 5.0（API級別21）中引入的，旨在改進應(yīng)用程序的執(zhí)行性能和兼容性。在ART出現(xiàn)之前，Android使用的是Dalvik虛擬機作為其運行時環(huán)境。與Dalvik相比，ART在運行應(yīng)用程序時進行了更多的優(yōu)化和編譯，從而提高了應(yīng)用程序的執(zhí)行效率和穩(wěn)定性。

當(dāng)應(yīng)用程序在Android設(shè)備上安裝時，ART會將其轉(zhuǎn)換為已優(yōu)化的機器代碼，這有助于提高應(yīng)用程序的運行速度。此外，ART還支持即時編譯（JIT），這意味著它在運行時將字節(jié)碼轉(zhuǎn)換為機器代碼，進一步提高了應(yīng)用程序的執(zhí)行效率。

• 原理：JIT是運行時編譯，這樣可以對執(zhí)行次數(shù)頻繁的dex代碼進行編譯和優(yōu)化，減少以后使用時的翻譯時間， 但將dex翻譯為本地機器碼也要占用時間。ART的策略與Dalvik不同，在ART環(huán)境中，應(yīng)用在第一次安裝的時候，字節(jié)碼就會預(yù)先編譯成機器碼，使其成為真正的本地應(yīng)用。之后打開App的時候，不需要額外的翻譯工作，直接使用本地機器碼運行，因此運行速度提高。
• AOT：AOT是靜態(tài)編譯，應(yīng)用在安裝的時候會啟動dex2oat過程把dex預(yù)編譯成ELF文件，每次運行程序的時候不用重新編譯。

使用ART的好處：

1. 提高應(yīng)用程序的執(zhí)行速度：由于ART采用了更高效的編譯方式，應(yīng)用程序的運行速度得到了顯著提升。
2. 更好的兼容性：ART對應(yīng)用程序的代碼進行了更全面的優(yōu)化，減少了因代碼問題導(dǎo)致的崩潰或錯誤。
3. 更少的內(nèi)存占用：ART的優(yōu)化編譯方式使得應(yīng)用程序占用的內(nèi)存更少，從而提高了設(shè)備的整體性能。
4. 更好的安全性：ART對應(yīng)用程序代碼進行了更嚴(yán)格的檢查和驗證，增強了應(yīng)用程序的安全性。

區(qū)別

ART和Dalvik在執(zhí)行方式、編譯優(yōu)化和性能方面存在顯著差異。ART通過預(yù)編譯和全面優(yōu)化提供了更高的執(zhí)行效率和穩(wěn)定性，而Dalvik則更注重在有限內(nèi)存中的并發(fā)執(zhí)行能力。隨著Android版本的演進，ART逐漸成為默認的運行時環(huán)境，以提供更好的應(yīng)用程序性能和用戶體驗。

Dalvik使用JIT，ART結(jié)合了兩者的優(yōu)勢，使用AOT+JIT(Android7.0之后混合使用，Android5.0-Android7.0之前使用AOT)DVM時為32位CPU設(shè)計的，而 ART支持64位并兼容32位CPU，這也是DVM被淘汰的主要原因之一。ART對垃圾回收機制進行了改進，比如更頻繁地執(zhí)行并行垃圾收集，將GC暫停由2次減少為1次等。

總結(jié)一下，它們之間存在一些關(guān)鍵的區(qū)別，主要表現(xiàn)在執(zhí)行方式、編譯優(yōu)化和性能等方面。

1. 執(zhí)行方式：Dalvik是依賴于即時編譯（JIT）的，它在運行應(yīng)用程序時將字節(jié)碼轉(zhuǎn)換為本地機器碼。這意味著應(yīng)用程序的代碼在每次運行時都需要被解釋和編譯，這可能會導(dǎo)致一定的性能開銷。相比之下，ART采用預(yù)編譯（AOT）方式，在應(yīng)用程序安裝時將其編譯成本地機器碼，從而減少了運行時的編譯開銷，提高了執(zhí)行效率。
2. 編譯優(yōu)化：Dalvik主要關(guān)注在有限的內(nèi)存中同時運行多個虛擬機的實例，而ART則更注重應(yīng)用程序的執(zhí)行效率和穩(wěn)定性。ART在編譯過程中會對應(yīng)用程序代碼進行更全面的優(yōu)化，包括空間優(yōu)化和時間優(yōu)化，以實現(xiàn)更快的執(zhí)行速度和更少的內(nèi)存占用。
3. 性能：由于ART采用了預(yù)編譯和更全面的優(yōu)化方式，它在執(zhí)行應(yīng)用程序時通常表現(xiàn)出更高的性能。與Dalvik相比，ART可以實現(xiàn)更快的啟動速度、更流暢的用戶體驗和更低的功耗。此外，ART還支持更多的語言和框架，使得開發(fā)人員能夠更加靈活地創(chuàng)建應(yīng)用程序。