2024年8月22日发(作者：戢白易)
ART虚拟机原理
1. 背景介绍
ART（Android Runtime）虚拟机是Android操作系统中的一种虚拟机，用于执行
Android应用程序。在Android 5.0及以后的版本中，ART取代了之前的Dalvik虚
拟机作为默认虚拟机。
ART虚拟机的设计目标是提供更高的性能和更好的用户体验。相比于Dalvik虚拟
机，ART虚拟机在应用程序的执行过程中引入了一些新的机制和优化手段，以提高
应用程序的运行效率和响应速度。
2. 基本原理
ART虚拟机的基本原理可以分为以下几个方面：
2.1 AOT编译
在Dalvik虚拟机中，应用程序的字节码是在运行时通过解释器逐条解释执行的。
而在ART虚拟机中，应用程序的字节码在安装的时候就被编译成机器码，存储在设
备的存储介质中。
这种提前编译的方式称为AOT（Ahead-Of-Time）编译。AOT编译可以提高应用程序
的执行效率，因为机器码的执行速度比字节码的解释执行要快得多。
2.2 图像化编译
ART虚拟机引入了一种新的编译方式，称为图像化编译。在图像化编译中，应用程
序的字节码被转换成一种称为DEX图像的格式，然后再进行编译。
图像化编译的好处是可以提高编译的效率。因为在编译过程中，编译器可以对整个
应用程序进行全局的优化，而不仅仅是对单个方法进行优化。
2.3 垃圾回收
垃圾回收是虚拟机中的一个重要组成部分，用于回收不再使用的内存空间，以便为
新的对象分配内存。
在ART虚拟机中，垃圾回收采用了一种新的算法，称为并发标记-清除算法。这种
算法可以在应用程序运行的同时进行垃圾回收，减少了应用程序的停顿时间，提高
了用户体验。
2.4 类加载与验证
在应用程序启动的时候，ART虚拟机需要加载和验证应用程序的类。类加载是指将
类的字节码加载到内存中，以便后续的执行。
类验证是指检查类的字节码是否符合Java语言规范。通过类验证，可以确保应用
程序在执行过程中不会发生安全问题和崩溃。
ART虚拟机采用了一种新的类加载和验证机制，可以提高类加载和验证的效率，加
快应用程序的启动速度。
2.5 JIT编译
JIT（Just-In-Time）编译是一种在运行时将字节码转换为机器码的技术。在
Dalvik虚拟机中，JIT编译是可选的，只有在应用程序运行时才会执行。
而在ART虚拟机中，JIT编译是默认开启的。ART虚拟机会在应用程序的运行过程
中，根据应用程序的执行情况，动态地将热点代码（被频繁执行的代码）编译成机
器码，以提高执行效率。
JIT编译可以减少解释器的开销，提高应用程序的执行速度。但是有时候编译过程
本身也会引入一定的开销，所以需要在编译和解释之间进行权衡。
3. 总结
ART虚拟机是Android操作系统中的一种虚拟机，用于执行Android应用程序。它
通过提前编译、图像化编译、并发垃圾回收、优化的类加载与验证以及JIT编译等
技术手段，提高了应用程序的执行效率和响应速度。
ART虚拟机的设计目标是提供更高的性能和更好的用户体验。通过引入新的编译方
式、优化算法和机制，ART虚拟机在Android系统中发挥着重要的作用。
2024年8月22日发(作者：戢白易)
ART虚拟机原理
1. 背景介绍
ART（Android Runtime）虚拟机是Android操作系统中的一种虚拟机，用于执行
Android应用程序。在Android 5.0及以后的版本中，ART取代了之前的Dalvik虚
拟机作为默认虚拟机。
ART虚拟机的设计目标是提供更高的性能和更好的用户体验。相比于Dalvik虚拟
机，ART虚拟机在应用程序的执行过程中引入了一些新的机制和优化手段，以提高
应用程序的运行效率和响应速度。
2. 基本原理
ART虚拟机的基本原理可以分为以下几个方面：
2.1 AOT编译
在Dalvik虚拟机中，应用程序的字节码是在运行时通过解释器逐条解释执行的。
而在ART虚拟机中，应用程序的字节码在安装的时候就被编译成机器码，存储在设
备的存储介质中。
这种提前编译的方式称为AOT（Ahead-Of-Time）编译。AOT编译可以提高应用程序
的执行效率，因为机器码的执行速度比字节码的解释执行要快得多。
2.2 图像化编译
ART虚拟机引入了一种新的编译方式，称为图像化编译。在图像化编译中，应用程
序的字节码被转换成一种称为DEX图像的格式，然后再进行编译。
图像化编译的好处是可以提高编译的效率。因为在编译过程中，编译器可以对整个
应用程序进行全局的优化，而不仅仅是对单个方法进行优化。
2.3 垃圾回收
垃圾回收是虚拟机中的一个重要组成部分，用于回收不再使用的内存空间，以便为
新的对象分配内存。
在ART虚拟机中，垃圾回收采用了一种新的算法，称为并发标记-清除算法。这种
算法可以在应用程序运行的同时进行垃圾回收，减少了应用程序的停顿时间，提高
了用户体验。
2.4 类加载与验证
在应用程序启动的时候，ART虚拟机需要加载和验证应用程序的类。类加载是指将
类的字节码加载到内存中，以便后续的执行。
类验证是指检查类的字节码是否符合Java语言规范。通过类验证，可以确保应用
程序在执行过程中不会发生安全问题和崩溃。
ART虚拟机采用了一种新的类加载和验证机制，可以提高类加载和验证的效率，加
快应用程序的启动速度。
2.5 JIT编译
JIT（Just-In-Time）编译是一种在运行时将字节码转换为机器码的技术。在
Dalvik虚拟机中，JIT编译是可选的，只有在应用程序运行时才会执行。
而在ART虚拟机中，JIT编译是默认开启的。ART虚拟机会在应用程序的运行过程
中，根据应用程序的执行情况，动态地将热点代码（被频繁执行的代码）编译成机
器码，以提高执行效率。
JIT编译可以减少解释器的开销，提高应用程序的执行速度。但是有时候编译过程
本身也会引入一定的开销，所以需要在编译和解释之间进行权衡。
3. 总结
ART虚拟机是Android操作系统中的一种虚拟机，用于执行Android应用程序。它
通过提前编译、图像化编译、并发垃圾回收、优化的类加载与验证以及JIT编译等
技术手段，提高了应用程序的执行效率和响应速度。
ART虚拟机的设计目标是提供更高的性能和更好的用户体验。通过引入新的编译方
式、优化算法和机制，ART虚拟机在Android系统中发挥着重要的作用。