如何進行Dalvik,ART與ODEX簡析

這期內(nèi)容當(dāng)中小編將會給大家?guī)碛嘘P(guān)如何進行Dalvik,ART與ODEX簡析，文章內(nèi)容豐富且以專業(yè)的角度為大家分析和敘述，閱讀完這篇文章希望大家可以有所收獲。

一：Dalvik和ART的區(qū)別

Dalvik： Dalvik是Google公司自己設(shè)計用于Android平臺的Java虛擬機它可以支持已轉(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)。執(zhí)行的是字節(jié)碼，它是依靠Just-In-Time (JIT)機制去解釋字節(jié)碼
ART：即Android Runtime，google為了替代Dalvik專門為Android研發(fā)的。Android KK為開發(fā)者推出，L版本正式上線。比替代品更高效省電，執(zhí)行的是本地機器碼（也就是linux的ELF文件格式），依靠Ahead-Of-Time (AOT)機制

二.在不同平臺DEX轉(zhuǎn)化為ODEX的過程

簡化流程如下：

打包安裝運行簡化流程.png

這里參考的是

Android ART運行時無縫替換Dalvik虛擬機的過程分析

http://blog.csdn.net/luoshengyang/article/details/18006645

android安裝過程源碼分析：

Android應(yīng)用程序進程啟動過程的源代碼分析

http://blog.csdn.net/luoshengyang/article/details/6747696

簡單來說，就是Android系統(tǒng)通過PackageManagerService來安裝APK，在安裝的過程，PackageManagerService會通過另外一個類Installer的成員函數(shù)dexopt來對APK里面的dex字節(jié)碼進行優(yōu)化：

public final class Installer {  
    ......  

    public int dexopt(……) {  
        StringBuilder builder = new StringBuilder("dexopt");  
        builder.append(' ');  
        builder.append(apkPath);  
        builder.append(' ');  
        builder.append(uid);  
        builder.append(isPublic ? " 1" : " 0");  
        return execute(builder.toString());  
    }  

    ......  
}

這個函數(shù)定義在文件frameworks/base/services/java/com/android/server/pm/Installer.java中。Installer通過socket向守護進程installd發(fā)送一個dexopt請求,這個請求是由installd里面的函數(shù)dexopt來處理的。詳細過程請移步Android ART運行時無縫替換Dalvik虛擬機的過程分析

int dexopt(const char ……

函數(shù)定義在frameworks/native/cmds/installd/commands.c中 函數(shù)dexopt首先是讀取系統(tǒng)屬性persist.sys.dalvik.vm.lib的值，接著在/data/dalvik-cache目錄中創(chuàng)建一個odex文件。這個odex文件就是作為dex文件優(yōu)化后的輸出文件。再接下來，函數(shù)dexopt通過fork來創(chuàng)建一個子進程。如果系統(tǒng)屬性persist.sys.dalvik.vm.lib的值等于libdvm.so，那么該子進程就會調(diào)用函數(shù)run_dexopt來將dex文件優(yōu)化成odex文件。另一方面，如果系統(tǒng)屬性persist.sys.dalvik.vm.lib的值等于libart.so，那么該子進程就會調(diào)用函數(shù)run_dex2oat來將dex文件翻譯成oat文件，實際上就是將dex字節(jié)碼翻譯成本地機器碼，并且保存在一個oat文件中。
函數(shù)run_dexopt通過調(diào)用/system/bin/dexopt來對dex字節(jié)碼進行優(yōu)化，而函數(shù)run_dex2oat通過調(diào)用/system/bin/dex2oat來將dex字節(jié)碼翻譯成本地機器碼。注意，無論是對dex字節(jié)碼進行優(yōu)化，還是將dex字節(jié)碼翻譯成本地機器碼，最終得到的結(jié)果都是保存在相同名稱的一個odex文件里面的，但是前者對應(yīng)的是一個dey文件（表示這是一個優(yōu)化過的dex），后者對應(yīng)的是一個oat文件（實際上是一個自定義的elf文件，里面包含的都是本地機器指令）。通過這種方式，原來任何通過絕對路徑引用了該odex文件的代碼就都不需要修改了。

三.oat文件格式

借助羅大神的圖我們可以知道，OAT文件本質(zhì)上是一個ELF文件，因此在最外層它具有一般ELF文件的結(jié)構(gòu)，例如它有標(biāo)準(zhǔn)的ELF文件頭以及通過段（Section）來描述文件內(nèi)容。

OAT文件包含有兩個特殊的段oatdata和oatexec，前者包含有用來生成本地機器指令的dex文件內(nèi)容，后者包含有生成的本地機器指令，它們之間的關(guān)系通過儲存在oatdata段前面的oat頭部描述。

APK安裝過程中生成的OAT文件的輸入只有一個DEX文件，也就是來自于打包在要安裝的APK文件里面的classes.dex文件。實際上，一個OAT文件是可以由若干個DEX生成的。這意味著在生成的OAT文件的oatdata段中，包含有多個DEX文件。詳細分析請移步Android運行時ART加載OAT文件的過程分析

四.multidex加載odex，multidex和oat的關(guān)系

MultiDex在dalvik虛擬機上的簡要安裝過程：
將/data/app/apkName.apk路徑下解壓得到的classes2.dex, …, classesN.dex，依次寫入到/data/data/pkgName/code_cache/secondary-dexes/apkName.apk.classes2.zip等zip文件的classes.dex中，并返回這個zip列表。然后針對這個zip列表執(zhí)行安裝過程，具體過程是，將這個要安裝的zip列表加入BaseDexClassLoader的pathList實例的dexElements數(shù)組中，其中會針對各dex文件進行dex2opt優(yōu)化。一旦加入到了dexElements數(shù)組中，程序啟動的時候，ClassLoader會加載dexElements數(shù)組中的元素，從而實現(xiàn)multi dex的安裝。

上面提到OAT文件可以由若干個dex生成，也就是不需要multidex去進行安裝，但是multidex是application中
進行Install的，跟虛擬機關(guān)系不大。

@Override
    attachBaseContext(……) {
    super.attachBaseContext(base);
    MultiDex.install(this);
}

在install函數(shù)中在執(zhí)行從提取dex文件列表前會做一些校驗操作，其中包含檢查APK是否已安裝，若APK已安裝，則不進行后續(xù)操作。檢查SDK版本號，版本號大于20不能保證MultiDex可正常Work

 Set var2 = installedApk;
 synchronized(installedApk) {                  
 String apkPath = e.sourceDir;                  
 if(installedApk.contains(apkPath)) {                        
       return;
    }

所以multidex在ART上不會影響程序的邏輯，它和ART沒有關(guān)系。

從安裝過程上來看
Java的代碼實際上需要兩次“轉(zhuǎn)換”才可以在android設(shè)備上運行
一.PC端：.class->.dex->.apk
二.phone:dex->odex

區(qū)別在于第二步。
ART : .dex->.odex(機器碼)（AOT　　Ahead-Of-Time）
Dalvik: .dex->.odex(字節(jié)碼)（JIT　Just-In-Time）
機器碼可直接執(zhí)行，而字節(jié)碼每次啟動都需要執(zhí)行將優(yōu)化過的odex字節(jié)碼再轉(zhuǎn)換成機器碼

ART優(yōu)缺

系統(tǒng)性能大幅提升
App啟動、運行更快
減少每次啟動的編譯增加電池續(xù)航
存儲占用更大
安裝時間更長

上述就是小編為大家分享的如何進行Dalvik,ART與ODEX簡析了，如果剛好有類似的疑惑，不妨參照上述分析進行理解。如果想知道更多相關(guān)知識，歡迎關(guān)注億速云行業(yè)資訊頻道。