Android性能调优之需要掌握Dalvik和ART的知识,flutter开源项目集合

3.DVM允许在有限的内存中同时运行多个进程

DVM经过优化,允许在优先的内存中同时运行多个进程。

在Android中的每一个应用都运行在一个DVM实例中,每一个DVM实例都运行在一个独立的进程控件中,独立的进程可以防止在虚拟机崩溃的时候所有的程序都被关闭。

而JVM中,一个进程就是一个JVM。

4.DVM由Zygote创建和初始化

Zygote是一个DVM进程,同时也用来创建和初始化 DVM实例。

每当系统需要创建一个应用程序时,Zygote就会fork自身快速创建和初始化一个DVM实例,用于应用程序的运行。

对于一些只读的系统库,所有的DVM实例都会和Zygote共享一块内存区域,节省了内存开销。

5.DVM有共享机制

DVM拥有预加载 共享的机制,不同应用之间在运行时可以共享相同的类,拥有更高的效率。

而JVM机制不存在这种共享机制,不同的程序在打包以后的程序都是彼此独立的。

即使它们在包里使用了相同的类,运行时都是单独加载和运行的,无法进行共享。

6.DVM早期没有使用JIT编译器

JVM使用了JIT(Just in time 即时编译器)编译器,而DVM早期没有使用JIT编译器。

早期的DVM每次执行代码,都需要通过解释器将dex代码编译成机器码,然后交给系统,效率并不高。

为了解决这个问题,在Android2.2开始DVM使用JIT,它会对多次运行的代码(热点代码)进行编译,生成相当精简的本地机器码,这样在下次执行相同逻辑的时候,直接使用编译之后的本地机器码,而不是每次都需要编译。

需要注意的是,应用程序每次重新运行的时候,都要重做这个编译工作,因此每次重新打开应用程序,都需要JIT编译。

1.2 DVM架构


DVM的源码位于dalvik/目录下,部分目录说明如下所示:

  • Android.mk

是虚拟机编译的makefile文件

  • vm

包含虚拟机绝大多数代码,包括虚拟机初始化及内存管理的代码

  • dx

生成将Java字节码转换为DVM机器码的工具

  • hit

生成显示堆栈信息/对象信息的工具

  • libdex

生成主机和设备处理dex文件的库

  • dexopt

生成dex优化工具

  • dexdump

生成.dex文件反编译查看工具,主要是用来查看编译出来的代码的正确性和结构

  • dexlist

此目录是生成查看dex文件里所有类的方法的工具

  • dexgen

.dex文件代码生成器项目

  • docs

DVM相关帮助文档

  • tools

一些编译和运行相关的工具

  • MODULE_LICENSE_APACHE2

APACHE2版权声明文件

  • NOTICE

虚拟机源码版权注意事项文件

其中 libdex会被编译成 libdex.a 静态库,作为dex工具使用。DVM架构如下图所示:

Android性能调优之需要掌握Dalvik和ART的知识,flutter开源项目集合

1.3 DVM的运行时堆


DVM的运行时堆使用标记-清除算法进行GC。

它由两个Space以及多个辅助数据结构组成。两个Space分别是Zygote Space(Zygote Heap)和Allocation Space(Active Heap),下面为他们的说明

  • Zygote Space

用来管理Zygote进程在启动过程中预加载和创建的各种对象,Zygote Space中不会触发GC。

在Zygote进程和应用程序进程之间会共享Zygote Space。在Zygote进程fork第一个子进程之前,会把Zygote Space分成两个部分,原来的已经被使用的那部分堆仍叫Zygote Space,而未使用的那部分堆就叫做Allocation Space

  • Allocation Space

之后的对象都会在Allocation Space上进行分配和释放。Allocation Space不是进程间共享的,在每个进程中都独立拥有一份。

  • Card Table

用于DVM Concurrent GC,当第一次进行垃圾标记后,记录垃圾信息

  • Heap Bitmap

有两个Heap Bitmap,一个用来记录上次GC存活的对象,另一个用来记录这个GC存活的对象

  • Mark Stack

DVM的运行时堆使用 标记-清除算法进行GC,Mark Stack就是在GC的标记阶段使用的,它用来遍历存活的对象。

1.4 DVM的GC日志


DVM和ART的GC日志与JVM的日志有很大的区别。

在DVM中每次垃圾的收集都会将GC日志打印到logcat中,具体的格式为:

D/dalvikv: <GC_Reason> <Amount_freed>, <Heap_stats>, <External_memory_stats>, <Pause_time>

可以看到DVM的日志共有5个信息,其中GC Reason有很多种,这里将它单独拿出来进行介绍。

1.引起GC的原因

GC Reason 就是引起GC的原因,有以下几种。

  • GC_CONCURRENT:当堆开始填充的时,并发GC可以释放内存

  • GC_FOR_MALLOC:当内存堆已满时,App尝试分配内存而引起的GC,系统必须停止App并回收内存。

  • GC_HPROF_DUMP_HEAP:当你请求创建HPROF文件来分析堆内存时出现的GC

  • GC_EXPLITCIT:显示的GC。例如调用System.gc()

  • GC_EXTERNAL_ALLOC:仅适用API<=10,且用于外部分配内存的GC

2.其他的信息

  • Amout_freed

本次GC释放

《Android学习笔记总结+最新移动架构视频+大厂安卓面试真题+项目实战源码讲义》

【docs.qq.com/doc/DSkNLaERkbnFoS0ZF】 完整内容开源分享

内存的大小

  • Heap_stats

堆的空闲内存百分比:(已用内存)/(堆的总内存)

  • External_memory_stats

API<=10的内存分配 (已分配的内存)/(引起GC的阈值)

  • Pause time

暂停时间,更大的堆会有更长的暂停时间。并发暂停时间会显示两个暂停时间,即一个出现在垃圾收集开始时,另一个出现在垃圾收集快要完成时。

3.实例分析

拿logcat中的GC举个例子:

D/dalvikvm: GC_CONCURRENT freed 2012k, 63% free 3213K/9291K, external 4501K/5161K, paused 2ms+2ms

意思就是:引起GC的原因是GC_CONCURRENT,本次GC释放的内存为2012KB,堆的空闲内存百分比为63%,已经使用内存为3213K,堆的总内存为9291K,暂停的总时长为4ms

2.ART虚拟机

=========================================================================

ART在Android5.0完全取代了DVM

2.1 ART与DVM的区别


  • DVM中应用每次运行时,字节码都需要通过JIT编译为机器码,这会使得应用程序的运行效率降低,而在ART中系统在安装应用程序时会进行一次 AOT(ahead of time compilation,预编译),将字节码预先编译成机器码并存储在本地,这样应用程序每次运行程序时就不需要执行编译了,运行效率大大的提高了。设备的耗电量也会降低。

采用AOT预加载也有两个主要的缺点:

一是AOT会使得应用程序的安装时间边长

二是字节码预先编译成机器码,机器码需要存储空间会更多一些(这里就是空间换时间了)

为了解决上面的缺点,在Android7.0的版本中ART加入了JIT,作为AOT的一个补充,在应用程序安装时并不会将字节码全部编译成机器码,而是在运行中将热点代码编译成机器码,从而缩短应用程序的安装时间并节省了存储空间。

  • DVM是为32位CPU设计的,而ART支持64位并兼容32位CPU,这也是DVM被淘汰的主要原因之一

  • ART对垃圾回收机制进行了改进,比如更频繁的执行GC,将GC暂停由两次减小为一次

  • ART的运行时堆空间划分和DVM不同

2.2 ART的运行时堆


与DVM的GC不同的是,ART采用了多种垃圾收集方案,每个方案会运行不同的垃圾收集器,默认采用的是CMS(Concurrent Mark-Sweep)方案,该方案主要是使用了 sticky——CMS和 partial-CMS,根据不同的CMS方案,ART的运行时堆的控件也会有不同的划分,默认是由4个Space和多个辅助数据结构组成的。4个Space分别是 Zygote Space、Allocation Space、Image Space和Large Object Space。 前两个和DVM中的作用是一样的。

  • Image Space

用来存放一些预加载类

  • Large Obejct Space

用来分配一些大对象(默认大小为12KB)

其中Zygote Space和Image Space是进程间共享的空间。

除了这四个Space,ART的Java堆还包括两个 Mod Union Table,一个Card Table,两个 Heap Bitmap、两个Object Map以及三个Object Stack

2.3 ART的GC日志


ART的GC日志和DVM不同是,ART会为那些主动请求的垃圾收集事件或者认为GC速度慢时才会打印GC日志。

GC速度慢是指GC暂停时间超过5ms或者GC持续时间超过100ms。如果App未处于可察觉的暂停进程状态,那么它的GC不会被认为是慢速的。

ART的GC日志具体格式为:

上一篇:PHP关于传众多参数还是传上下文对象的性能测试


下一篇:[USACO21FEB] Modern Art 3 G 题解