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。安卓虚拟机软件下载
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。

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