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對Dalvik虛擬機核心部分解讀分析

Dalvik虛擬機經過優(yōu)化,允許在有限的內存中同時運行多個虛擬機的實例,據了解官方所說的Dalvik的出現是未來擴展JME,這樣也可以做到Android不是google自己七拼八湊的。

根據 Google的測算,64M的RAM已經能夠令系統(tǒng)正常運轉了。其中24M被用于底層系統(tǒng)的初始化和啟動,另外20M被用于高層啟動高層服務。當然,隨著系統(tǒng)服務的增多和應用功能的擴展,其所消耗的內存也勢必越來越大。

歸納起來,Dalvik虛擬機有如下幾個主要特征:專有的DEX文件格式DEX是Dalvik虛擬機專用的文件格式,而為什么棄用已有的字節(jié)碼文件(CLASS文件)而采用新的格式呢?

1.一個應用中會定義很多類,編譯完成后即會有很多相應的CLASS文件,CLASS文件間會有不少冗余的信息;而DEX文件格式會把所有的CLASS文件內容整合到一個文件中。這樣,除了減少整體的文件尺寸,I/O操作,也提高了類的查找速度。

原來每個類文件中的常量池,在DEX文件中由一個常量池來管理,具體方式如下圖:

2.增加了新的操作碼的支持

3.文件結構盡量簡潔,使用等長的指令,借以提高解析速度

4. 盡量擴大只讀結構的大小,借以提高跨進程的數據共享

如何生成DEX文件呢?Android系統(tǒng)和Dalvik虛擬機提供了工具(DX),在把Java源代碼編譯成CLASS文件后,使用DX工具。DEX文件的結構是緊湊的,然而如果我們還想要求運行時的性能有進一步提高,我們就仍然需要對DEX文件進行進一步優(yōu)化。優(yōu)化主要是針對以下幾個方面:

調整所有字段的字節(jié)序(LITTLE_ENDIAN)和對齊結構中的每一個域 驗證DEX文件中的所有類 對一些特定的類進行優(yōu)化,對方法里的操作碼進行優(yōu)化 優(yōu)化后的文件大小會有所增加,應該是原DEX文件的1-4倍。

優(yōu)化發(fā)生的時機有兩個:對于預置應用,可以在系統(tǒng)編譯后,生成優(yōu)化文件,以ODEX結尾。這樣在發(fā)布時除APK文件(不包含DEX)以外。還有一個相應的 ODEX文件;對于非預置應用,包含在APK文件里的DEX文件會在運行時被優(yōu)化,優(yōu)化后的文件將被保存在緩存中。

基于寄存器相對于基于堆棧的虛擬機實現,基于寄存器的虛擬機實現雖然在硬件通用性上要差一些,但是它在代碼的執(zhí)行效率上卻更勝一籌。一般來講,虛擬機中指令的解釋執(zhí)行時間主要花在以下三個方面。

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