Android虚拟机和类加载机制

1. JVM与Dalvik

• Android 应用程序运行在Dalvik/ART虚拟机，并且每个应用程序对应有单独的Dalvik虚拟机实例。Dalvik虚拟机实则也算是一个Java虚拟机，只不过他执行的不是class文件，的是dex文件。class文件是一个文件一个类，.dex文件是一个文件多个类。

• Dalvik虚拟机与Java虚拟机共享有差不多的特性，差别在于两者执行的指令集是不一样的，前者的指令集是基本寄存器的，而后者的指令集是基于堆栈的。

那什么是基于栈的虚拟机，什么又是基于寄存器的虚拟机？

1.1 基于栈的虚拟机

​ 对于基于栈的虚拟机来说，每一个运行时的线程，都有一个独立的栈。栈中记录了方法调用的历史，每有一次方法调用，栈中便会多一个栈桢。最顶部的栈桢称作当前栈桢，其代表着当前执行的方法。基于栈的虚拟机通过操作数栈进行所有操作。

1.2 基于寄存器的虚拟机

器是CUP的一部分。寄存器是有限存储容量的高速存储部件，它们可以用来寄存指令，数据和位址。**

基于寄存器的虚拟机中没有操作数栈，但是有很多虚拟寄存器。其实和操作数栈相同，这些寄存器也存放在运行时栈中，本质上就是一个数组。与JVM相似，在Dalvik VM中每个线程都有自己的PC和调用栈，方法调用的活动记录以帧为单位保存在调用栈上

与JVM版相比，可以发现Dalvik版程序的指令数明显减少了，数据移动次数也明显减少了。

少了 进行局部变量表和栈的移动的过程，给寄存器存储，然后寄存器和cup之间计算。计算机的结果存会计数器。注意其是虚拟寄存器，也就是一块内存。

2. ART 与 Dalvik

Dalvik虚拟机执行的是dex字节码，解释执行。从Android 2.2版本开始，支持JIT即时编译（Just In Time）

在程序运行的过程中进行选择热点代码（经常执行的代码）进行编译或者优化。

而ART（Android Runtime） 是在 Android 4.4 中引入的一个开发者选项，也是 Android 5.0 及更高版本的默认 Android 运行时。ART虚拟机执行的是本地机器码。Android的运行时从Dalvik虚拟机替换成ART虚拟机，并不要求开发者将自己的应用直接编译成目标机器码，APK仍然是一个包含dex字节码的文件。

那么，ART虚拟机执行的本地机器码是从哪里来？

dex2aot

Dalvik下应用在安装的过程，会执行一次优化，将dex字节码进行优化生成odex文件。而Art下将应用的dex字节码翻译成本地机器码的最恰当AOT时机也就发生在应用安装的时候。ART 引入了预先编译机制（Ahead Of Time），在安装时，ART 使用设备自带的 dex2oat 工具来编译应用，dex中的字节码将被编译成本地机器码。

**Android N的运行操作 ** 7.0

ART 使用预先AOT编译，并且从Android N混合使用AOT编译，解释和JIT

1、最初安装应用时不进行任何 AOT 编译（安装又快了），运行过程中解释执行，对经常执行的方法进行JIT，经过 JIT 编译的方法将会记录到Profile配置文件中。

2、当设备闲置和充电时，编译守护进程会运行，根据Profile文件对常用代码进行 AOT 编译。待下次运行时直接使用。

3. ClassLoader

BootClasslader 启动的类加载

String Activity 等手机系统的类。

PathClassLoader Android应用程序类加载器

AppCompatActivity等第三方类 自己写的类

getClassLoader().loadClass("com.cn.joy.Dom"); // 全限定名


class c = PathList.findClass(name,supressedException)

类加载过程。把dex文件的path参数传入classlodaer。持有一个dexpathList ，把这些dex文件转成数组，element里面有dexfile 调用loadclassBinaryName来找类

热修复

把补丁包插到有bug的dexElement前面，找到了就忽视有bugdex

怎么实现？

类没有被使用过，加入补丁包才有用，要不已经加入缓存了，直接去缓存里面找了。

启动的时候热修复

怎么加到数组里面去？

反射。

• 获得当前应用的PathClassloade

• 反射获取到DexPathList属性对象

• 反射修改pathList的dexElements

  • 把补丁包的path.dex转换为Element[] (path)
  • 获得的pathList的dexElement属性（old）
  • path+old 合并，并反射赋值给pathList的dexElements

4. 双亲委托机制！

某个类加载器在加载类时，首先将加载任务委托给父类加载器，依次递归，如果父类加载器可以完成类加载任务，就成功返回；只有父类加载器无法完成此加载任务或者没有父类加载器时，才自己去加载。

为什么？

1、避免重复加载，当父加载器已经加载了该类的时候，就没有必要子ClassLoader再加载一次。

2、安全性考虑，防止核心API库被随意篡改。

通过父加载器加载了系统的String类，自己写的String就不会加载，要不系统的核心代码就被修改了

标签：dex,ART,Dalvik,虚拟机,Android,加载
来源： https://www.cnblogs.com/AronJudge/p/14618195.html