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JAVA虚拟机、Dalvik虚拟机和ART虚拟机简要对比

2017-08-15 11:54:00      个评论    来源:BreakingPoint  
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JAVA虚拟机、Dalvik虚拟机和ART虚拟机简要对比。

1、什么是JVM?

JVM本质上就是一个软件,是计算机硬件的一层软件抽象,在这之上才能够运行Java程序,JAVA在编译后会生成类似于汇编语言的JVM字节码,与C语言编译后产生的汇编语言不同的是,C编译成的汇编语言会直接在硬件上跑,但JAVA编译后生成的字节码是在JVM上跑,需要由JVM把字节码翻译成机器指令,才能使JAVA程序跑起来。

JVM运行在操作系统上,屏蔽了底层实现的差异,从而有了JAVA吹嘘的平台独立性和Write Once Run Anywhere。根据JVM规范实现的具体虚拟机有几十种,主流的JVM包括Hotspot、Jikes RVM等,都是用C/C++和汇编编写的,每个JRE编译的时候针对每个平台编译,因此下载JRE(JVM、Java核心类库和支持文件)的时候是分平台的,JVM的作用是把平台无关的.class里面的字节码翻译成平台相关的机器码,来实现跨平台。

2、什么是DVM,和JVM有什么不同?

JVM是Java Virtual Machine,而DVM就是Dalvik Virtual Machine,是安卓中使用的虚拟机,所有安卓程序都运行在安卓系统进程里,每个进程对应着一个Dalvik虚拟机实例。他们都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,各自拥有一套完整的指令系统,以下简要对比两种虚拟机的不同。

①JAVA虚拟机运行的是JAVA字节码,Dalvik虚拟机运行的是Dalvik字节码

JAVA程序经过编译,生成JAVA字节码保存在class文件中,JVM通过解码class文件中的内容来运行程序。而DVM

运行的是Dalvik字节码,所有的Dalvik字节码由JAVA字节码转换而来,并被打包到一个DEX(Dalvik Executable)可执行文件中,DVM通过解释DEX文件来执行这些字节码。

②Dalvik可执行文件体积更小

以下是JVM规范中以C的数据结构表达的class文件结构,class文件被虚拟机加载到内存中后便是这样

\

class文件中包含多个不同的方法签名,如果A类文件引用B类文件中的方法,方法签名也会被复制到A类文件中(在虚拟机加载类的连接阶段将会使用该签名链接到B类的对应方法),也就是说,多个不同的类会同时包含相同的方法签名,同样地,大量的字符串常量在多个类文件中也被重复使用,这些冗余信息会直接增加文件的体积,而JVM在把描述类的数据从class文件加载到内存时,需要对数据进行校验、转换解析和初始化,最终才形成可以被虚拟机直接使用的JAVA类型,因为大量的冗余信息,会严重影响虚拟机解析文件的效率。

为了减小执行文件的体积,安卓使用Dalvik虚拟机,SDK中有个dx工具负责将JAVA字节码转换为Dalvik字节码,dx工具对JAVA类文件重新排列,将所有JAVA类文件中的常量池分解,消除其中的冗余信息,重新组合形成一个常量池,所有的类文件共享同一个常量池,使得相同的字符串、常量在DEX文件中只出现一次,从而减小了文件的体积。

dx工具的转换过程和DEX文件的结构如下图所示。

\

③JVM基于栈,DVM基于寄存器

JAVA虚拟机基于栈结构,程序在运行时虚拟机需要频繁的从栈上读取写入数据,这个过程需要更多的指令分派与内存访问次数,会耗费很多CPU时间。

Dalvik虚拟机基于寄存器架构,数据的访问通过寄存器间直接传递,这样的访问方式比基于栈方式要快很多。

publicclassHello{publicintfoo(inta,intb){

return(a+b)*(a-b);}

publicstaticvoidmain(String[]args){

Hellot=newHello();System.out.print(t.foo(5,3));

}}

Code:0:iload_1

1:iload_22:iadd

3:iload_14:iload_2

5:isub6:imul

7:ireturn

0000:add-intv0,v3,v40002:sub-intv1,v3,v4

0004:mul-int/2addrv0,v10005:returnv0

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