Dalvik

Dalvik是Google公司自己設計用於Android平台的虛擬機。Dalvik虛擬機是Google等廠商合作開發的Android移動設備平台的核心組成部分之一。它可以支持已轉換為 .dex（即Dalvik Executable）格式的Java應用程式的運行，.dex格式是專為Dalvik設計的一種壓縮格式，適合記憶體和處理器速度有限的系統。Dalvik 經過最佳化，允許在有限的記憶體中同時運行多個虛擬機的實例，並且每一個Dalvik 套用作為一個獨立的Linux 進程執行。獨立的進程可以防止在虛擬機崩潰的時候所有程式都被關閉。

很長時間以來，Dalvik虛擬機一直被用戶指責為拖慢安卓系統運行速度不如IOS的根源。

2014年6月25日，Android L 正式亮相於召開的谷歌I/O大會，Android L 改動幅度較大，谷歌將直接刪除Dalvik，代替它的是傳聞已久的ART。

基本介紹

• 外文名：Dalvik
• 設計公司：Google公司
• 含義：用於Android平台的虛擬機
• 性質：Android移動設備平台核心部分

發展

Dalvik的誕生也導致人們開始憂慮Java平台的第一次大規模的分道揚鑣或許已經是進行時了——有人已經把Dalvik和微軟的JVM以及Sun 對微軟的訴訟聯繫起來，等著看Google身上是否也會發生類似事情；另外一些人則指出，Google並沒有宣稱Dalvik是一個Java實現，而微軟卻是這樣做的。Sun也對可能帶來的陣營分裂表達了憂慮情緒，並提出和Google合作來保證Dalvik和JVM之間的兼容性——Google對此的解釋是，Dalvik是對解決目前Java ME平台上分裂的一次嘗試，也是為了提供一個擁有較少限制許可證的平台。甚至還有人懷疑這是否是Sun和Google兩大陣營對Java之未來的一次大規模較量。Ian Skerret認為，Dalvik的誕生是對Sun嘗試控制和保護來自Java ME收入來源的一次反應，以及對建立OpenJDK統轄理事會遲遲未果的回答。

這也導致Dalibor Topic懷疑Google是否要重履Sun走過的路：

當然，一個很有意思的問題是，為什麼沒人有勇氣拿Google關於OpenJDK的問題反過來問Google呢？

雖然Android號稱開源，但它仍是專有產品。Android做過兼容性保證，是在秘密會議室中簽署和保管的。

Android不具備任何治理模型，也沒有證據指出將來會出現治理模型。Android沒有規範，並且它的許可證禁止任何替代實現的開發，因為這並非Google在SDK許可證中授權許可的使用權。Android完全在Google的掌控之下，一旦有競爭性套用在財政上損害了Google的利益，Google是保有一刀抹殺這些套用的權利的。從設計伊始，Android就受到限制，只能在Google的財務利益允許的條件內開放。專有的Java也是舊瓶裝新酒而已。這就好像我們在見證JCP的重生一樣，人們排著隊把開源社區的“街頭信譽”在一個單一的、專有的實現的基礎上借給另外一個封閉的廠商壟斷集團。只不過這次的大頭改姓Google，而不是Sun了。(不過大家在叫喚著開源的時候,卻似乎全都忘記了開發這一系列軟體本身需要巨大的投入,因此利益在前,這其實也無可厚非。)

Stefano Mazzocchi發布了一篇分析報告，深切入里地探討了圍繞Java ME和Dalvik的許可證問題，他得出結論說，Dalvik的市場定位良好，足以給行動電話市場帶來衝擊。儘管Google一直都很小心避免引起訴訟的幾個關鍵點，但Mazzocchi相信Sun還是會起草智慧財產權案的狀告書（IBM也有可能）。他還指出，由於在JCP之外操作，Google可以非常快地對Android進行更改，而且可以避開Sun對任何JCP更動的否決權——這樣他們也可以為諸如USB和藍牙這樣的組件加入接口，而這些組件在基礎Java ME實現中是不可用的。

最後，通過在Apache許可證下授權許可Dalvik的源碼，行動電話運營商更有可能採用Dalvik，因為運營商可以在不花費許可費用的情況下使用和修改它。

此外，Java也已經不再是人們在Dalvik上開發所選擇的唯一語言了——已經有人在Dalvik上運行Scala取得了成功，並且Hecl也已經被成功移植了。另外更有人對運行Groovy做了一次嘗試，不過目前為止還不怎么成功。Mono項目的創始人Miguel de Icaza也對在Dalvik源碼公開之後將Mono整合到Dalvik上表示了興趣，

而且也已經有人猜測如何用多種方式來實現整合了，包括與隨Android SDK提供的Java到Dalvik重編譯器類似的CIL（Common Intermediate Language，通用中間語言）到Dalvik重編譯器。

（dx是一套工具，可以將 Java .class 轉換成 .dex 格式. 一個dex檔通常會有多個.class。由於dex有時必須進行最佳化，會使檔案大小增加1-4倍，以ODEX結尾。）

Dalvik和標準Java虛擬機(JVM)首要差別

Dalvik 基於暫存器，而 JVM 基於棧。

基於暫存器的虛擬機對於編譯後變大的程式來說，在它們執行的時候，花費的時間更短。（Also of register-based VMs allow faster execution times at the expense of programs which are larger after compilation.）

Dalvik和Java運行環境的區別

1：Dalvik主要是完成對象生命周期管理，堆疊管理，執行緒管理，安全和異常管理，以及垃圾回收等等重要功能。

2：Dalvik負責進程隔離和執行緒管理，每一個Android套用在底層都會對應一個獨立的Dalvik虛擬機實例，其代碼在虛擬機的解釋下得以執行。

3：不同於Java虛擬機運行java位元組碼，Dalvik虛擬機運行的是其專有的檔案格式Dex

4:dex檔案格式可以減少整體檔案尺寸，提高I/o操作的類查找速度。

5:odex是為了在運行過程中進一步提高性能，對dex檔案的進一步最佳化。

6：所有的Android套用的執行緒都對應一個Linux執行緒，虛擬機因而可以更多的依賴作業系統的執行緒調度和管理機制

7：有一個特殊的虛擬機進程Zygote，他是虛擬機實例的孵化器。它在系統啟動的時候就會產生，它會完成虛擬機的初始化，庫的載入，預製類庫和初始化的操作。如果系統需要一個新的虛擬機實例，它會迅速複製自身，以最快的數據提供給系統。對於一些唯讀的系統庫，所有虛擬機實例都和Zygote共享一塊記憶體區域。

8：Dalvik是由Dan Bornstein編寫的，名字來源於他的祖先曾經居住過名叫Dalvík的小漁村，村子位於冰島Eyjafjörður。

前景

很長時間以來，Dalvik虛擬機一直被用戶指責為拖慢安卓系統運行速度不如IOS的根源。

2014年6月25日，Android L 將正式亮相於召開的谷歌I/O大會，Android L 改動幅度較大，谷歌將直接刪除Dalvik，代替它的是傳聞已久的ART。

由於ART的出現，使Dalvik在安卓系統套用方面注定成為歷史。

架構

不同於其他堆疊結構的Java虛擬機，dalvik採用的是基於暫存器的架構。

dx工具將部分（但不是全部）Java的.class檔案轉換成.dex格式。多個類被包含在一個.dex檔案中。為了節省空間，各個類檔案中重複的字元串和其他常數只在.dex輸出中存放一次。Java位元組碼被轉換成Dalvik虛擬機所使用的替代指令集。一個未壓縮的.dex檔案通常比來自相同.class檔案的已壓縮.jar文檔小。

當被安裝到移動設備時，Dalvik執行檔可能會被修改。為了進一步最佳化，虛擬機可能會調整檔案內部分數據的端序、內聯一些函式和簡單的結構體、並短路掉一些不必要的操作等。
自Android 2.2開始，Dalvik支持JIT（just-in-time，即時編譯技術）。
最佳化後的Dalvik較其他標準虛擬機存在一些不同特性
·占用更少空間
·為簡化翻譯，常量池只使用32位索引
·標準Java位元組碼實行8位堆疊指令。Dalvik使用16位指令集直接作用於局部變數。局部變數通常來自4位的“虛擬暫存器”區。這樣減少了Dalvik的指令計數，提高了翻譯速度。
當Android啟動時，Dalvik VM 監視所有的程式（APK），並且創建依存關係樹，為每個程式最佳化代碼並存儲在Dalvik快取中。Dalvik第一次載入後會生成Cache檔案，以提供下次快速載入，所以第一次會很慢。
Dalvik解釋器採用預先算好的Goto地址，每個指令對記憶體的訪問都在64位元組邊界上對齊。這樣可以節省一個指令後進行查表的時間。為了強化功能, Dalvik還提供了快速翻譯器（Fast Interpreter）。

性能

基於堆疊的機器與基於暫存器的機器誰更有優勢一直是個爭論不休的話題。

一般來說,基於堆疊的機器必須使用指令才能從堆疊上的載入和運算元據,因此,相對基於暫存器的機器，它們需要更多的指令才能實現相同的性能。但是基於暫存器機器上的指令必須經過編碼,因此,它們的指令往往更大。這種差異主要是VM機對的操作碼調度造成的，它們往往比其他的因素昂貴，比如說及時彙編。

然而,2010年，在Oracle公司(Java技術的擁有者)嵌入式設備上的標準非圖形化性能測試表明，Android 2.2(最初的版本包括一個即時編譯器)比Java SE嵌入式設備(兩者都基於 Java SE 6)慢2-3倍。

類庫

Dalvik虛擬機既不支持Java SE 也不支持Java ME類庫(如：Java類,AWT和Swing都不支持)。 相反,它使用自己建立的類庫（Apache Harmony Java的一個子集）。

其他

許可與專利

Dalvik是基於Apache License 2.0發布的。Google說Dalvik是一個清潔室（clean room）的實現，而不是一個在標準Java運行環境的改進，這意味著它不繼承標準版本的或開源的Java運行環境的著作權許可限制。關於這一點，Oracle和一些專家還在討論中。

已於2009年4月收購Sun（Sun Microsystems）的Oracle獲得了Java的專利，在2010年8月12日起訴Google侵犯其著作權和專利。Oracle聲明，Google在開發Android當中直接並且多次侵犯關於Java的智慧財產權。在2012五月，陪審團認為Google沒有侵犯Oracle的專利，法官認定Google所使用的Java APIs沒有著作權。雙方同意零美元法定賠償的9行複製代碼（9 lines of copied code）。

非Android平台

2011年，Myriad Group軟體公司公布了除了android以外一個新的Dalvik虛擬機平台連線埠“Alien Dalvik”。