Dalvik假造机、ART假造机与JVM的核心区别

一、架构设计差别

• ​​指令集架构​​
  
  
  
  • ​​JVM​​：基于​​栈结构​​，所有利用（如算术运算、方法调用）均依赖利用数栈完成，指令集紧凑但实行效率较低（需频繁内存交互）。
    
  • ​​Dalvik​​：基于​​寄存器架构​​，直接利用假造寄存器，指令更少且实行速率更快（如add-int/2addr一条指令即可完成加法）。
    
  • ​​ART​​：继承Dalvik的寄存器架构，但通过​​AOT预编译​​直接将字节码转为机器码，制止运行时表明或JIT编译。
    
  
  
• ​​字节码格式​​
  
  
  
  • ​​JVM​​：实行.class文件，每个类独立编译，存在冗余信息（如重复字符串常量）。
    
  • ​​Dalvik/ART​​：使用.dex文件，合并多个.class文件并去除冗余，体积更小（如Google+ APK代码体积减少75%），且支持跨类共享常量池。
    
  
  

二、实行机制对比

​​特性​​​​JVM​​​​Dalvik​​​​ART​​​​编译方式​​JIT（运行时编译）JIT（运行时编译）​​AOT（安装时预编译）​​ + JIT（热代码优化）​​启动速率​​中等（需加载类库）​​慢​​（首次需JIT编译）​​快​​（直接实行机器码）​​内存占用​​高（栈利用频繁）中等（寄存器优化）低（预编译减少暂时对象）​​存储开销​​低（.class文件）低（.dex压缩优化）​​高​​（预编译机器码增加10%-20%存储） 三、内存管理与垃圾回收（GC）

• ​​JVM​​
  
  
  
  • ​​GC算法​​：标记-扫除（Mark-Sweep）、分代收集（如G1），停顿时间较长。
    
  • ​​堆管理​​：每个对象头部存储GC标记，内存碎片化较严峻。
    
  
  
• ​​Dalvik​​
  
  
  
  • ​​GC机制​​：采用Mark-Sweep，​​频繁触发GC​​（尤其低内存装备），导致界面卡顿。
    
  • ​​堆分区​​：分为Zygote堆（预加载核心类）和Active堆（应用对象），通过写时复制（Copy-on-Write）优化进程创建。
    
  
  
• ​​ART​​
  
  
  
  • ​​GC优化​​：引入​​并发标记-扫除​​（Concurrent Mark-Sweep），减少停顿时间；支持分代GC，提拔回收效率。
    
  • ​​内存分配​​：采用RosAlloc、BumpPointer等算法，减少碎片化并提拔分配速率。
    
  
  

四、性能与实用场景

• ​​计算密集型任务​​
  
  
  
  • ​​JVM​​：通用性强，但效率低于寄存器架构（如ARM装备上浮点运算性能差）。
    
  • ​​Dalvik​​：JIT动态优化热代码，但运行时编译开销大（如游戏场景CPU占用率高）。
    
  • ​​ART​​：AOT预编译+JIT混淆模式，复杂计算流畅（如3D渲染帧率提拔30%）。
    
  
  
• ​​多进程与资源隔离​​
  
  
  
  • ​​JVM​​：单进程多线程，依赖利用体系线程调理。
    
  • ​​Dalvik/ART​​：​​每应用独立进程​​，通过Linux进程隔离保障安全性（如瓦解不影响其他应用）。
    
  
  

五、设计目的与生态定位

• ​​JVM​​：
  
  
  
  • ​​跨平台核心​​：实现“一次编译，随处运行”，依赖差别平台的JVM实现（如Windows JDK与Linux JDK）。
    
  • ​​通用性优先​​：牺牲部分性能调换广泛的硬件兼容性。
    
  
  
• ​​Dalvik/ART​​：
  
  
  
  • ​​移动端优化​​：针对ARM架构和低功耗装备设计，夸大能效比（如ART的AOT编译低落CPU连续负载）。
    
  • ​​体系集成​​：深度整合Android特性（如Zygote进程预加载、Binder IPC），提拔启动速率和响应能力。
    
  
  

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总结

• ​​Dalvik vs JVM​​：寄存器架构与栈架构的本质差别导致Dalvik在移动端更高效，但JVM的跨平台能力不可替换。
  
• ​​ART vs Dalvik​​：AOT预编译彻底解决JIT的运行时开销，但牺牲存储空间调换性能飞跃。
  
• ​​实用场景​​：
  
  
  
  • JVM得当服务器和桌面应用，Dalvik/ART专为Android移动生态优化。
    
  • ART的混淆编译模式（AOT+JIT）均衡了安装时间与运行效率，成为Android 5.0+的性能基石。
    
  
  

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