ART、JIT、AOT、Dalvik之间有什么关系？

Dalvik与ART的区别

1. 什么是Dalvik？

Dalvik是Google公司自己设计用于Android平台的虚拟机。Dalvik虚拟机是Google等厂商合作开发的Android移动设备平台的核心组成部分之一。它可以支持已转换为 .dex格式的Java应用程序的运行，.dex格式是专 为Dalvik设计的一种压缩格式，适合内存和处理器速度有限的系统。Dalvik 经过优化，允许在有限的内存中同时运行多个虚拟机的实例，并且每一个Dalvik 应用作为一个独立的Linux 进程执行。独立的进程可以防止在虚拟机崩溃的时候所有程序都被关闭。

2. 什么是ART?

即Android Runtime, ART 的机制与 Dalvik 不同。在Dalvik下，应用每次运行的时候，字节码都需要通过即时编译器（just in time ，JIT）转换为机器码，这会拖慢应用的运行效率，而在ART 环境中，应用在第一次安装的时候，字节码就会预先编译成机器码，使其成为真正的本地应用。这个过程叫做预编译（AOT,Ahead-Of-Time）。这样的话，应用的启动(首次)和执行都会变得更加快速。

3. Dalvik与ART区别

   • dalvik是执行的时候编译+运行，安装比较快，开启应用比较慢，应用占用空间小

   • ART是安装的时候就编译好了，执行的时候直接就可以运行的，安装慢，开启应用快，占用空间大

     用个比喻来说就是，骑自行车
     dalvik 是已经折叠起来的自行车，每次骑都要先组装自行车才能骑
     ART 是已经组装好的自行车，每次骑直接上车就能走人。

JIT与Dalvik

JIT是"Just In Time Compiler"的缩写，就是"即时编译技术"，与Dalvik虚拟机相关。

怎么理解这句话呢？这要从Android的一些特性说起。

JIT是在2.2版本提出的，目的是为了提高Android的运行速度，一直存活到4.4版本，因为在4.4之后的ROM中，就不存在Dalvik虚拟机了。

我们使用Java开发android，在编译打包APK文件时，会经过以下流程

• Java编译器将应用中所有Java文件编译为class文件
• dx工具将应用编译输出的类文件转换为Dalvik字节码，即dex文件

之后经过签名、对齐等操作变为APK文件。

Dalvik虚拟机可以看做是一个Java VM，他负责解释dex文件为机器码，如果我们不做处理的话，每次执行代码，都需要Dalvik将dex代码翻译为微处理器指令，然后交给系统处理，这样效率不高。

为了解决这个问题，Google在2.2版本添加了JIT编译器，当App运行时，每当遇到一个新类，JIT编译器就会对这个类进行编译，经过编译后的代码，会被优化成相当精简的原生型指令码（即native code），这样在下次执行到相同逻辑的时候，速度就会更快。

当然使用JIT也不一定加快执行速度，如果大部分代码的执行次数很少，那么编译花费的时间不一定少于执行dex的时间。Google当然也知道这一点，所以JIT不对所有dex代码进行编译，而是只编译执行次数较多的dex为本地机器码。

有一点需要注意，那就是dex字节码翻译成本地机器码是发生在应用程序的运行过程中的，并且应用程序每一次重新运行的时候，都要做重做这个翻译工作，所以这个工作并不是一劳永逸，每次重新打开App，都需要JIT编译。

另外，Dalvik虚拟机从Android一出生一直活到4.4版本，而JIT在Android刚发布的时候并不存在，在2.2之后才被添加到Dalvik中。

ART与AOT

AOT是"Ahead Of Time"的缩写，指的就是ART(Anroid RunTime)这种运行方式。

前面介绍过，JIT是运行时编译，这样可以对执行次数频繁的dex代码进行编译和优化，减少以后使用时的翻译时间，虽然可以加快Dalvik运行速度，但是还是有弊病，那就是将dex翻译为本地机器码也要占用时间，所以Google在4.4之后推出了ART，用来替换Dalvik。

在4.4版本上，两种运行时环境共存，可以相互切换，但是在5.0+，Dalvik虚拟机则被彻底的丢弃，全部采用ART。

ART的策略与Dalvik不同，在ART 环境中，应用在第一次安装的时候，字节码就会预先编译成机器码，使其成为真正的本地应用。之后打开App的时候，不需要额外的翻译工作，直接使用本地机器码运行，因此运行速度提高。

当然ART与Dalvik相比，还是有缺点的。

• ART需要应用程序在安装时，就把程序代码转换成机器语言，所以这会消耗掉更多的存储空间，但消耗掉空间的增幅通常不会超过应用代码包大小的20%
• 由于有了一个转码的过程，所以应用安装时间难免会延长

但是这些与更流畅的Android体验相比而言，不值一提。

总结

通过前面背景知识的介绍，我终于可以更简单的介绍这四个名词之间的关系了：

• JIT代表运行时编译策略，也可以理解成一种运行时编译器，是为了加快Dalvik虚拟机解释dex速度提出的一种技术方案，来缓存频繁使用的本地机器码
• ART和Dalvik都算是一种Android运行时环境，或者叫做虚拟机，用来解释dex类型文件。但是ART是安装时解释，Dalvik是运行时解释
• AOT可以理解为一种编译策略，即运行前编译，ART虚拟机的主要特征就是AOT