摘自：http://www.2cto.com/kf/201401/270288.html
一、Android系統(tǒng)性能提升之路
Dalvik虛擬機(jī)作為Android平臺的核心組成部分之一，允許在有限的內(nèi)存資源中同時運行多個虛擬機(jī)實例。Dalvik虛擬機(jī)通過以下方式提升性能：
1、DEX代碼安裝時或第一次動態(tài)加載時odex化處理。
2、Android2.2版本提供了JIT機(jī)制提升性能，號稱性能提升3~5倍。
3、提升硬件配置，如更多核CPU、更高頻率CPU、更大的RAM等。
但是Android的系統(tǒng)流暢度與IOS系統(tǒng)還是有一定得差距。Android代碼必須運行在Dalvik虛擬機(jī)上，而IOS直接是本地代碼，性能差距也在情理之中。如果Android系統(tǒng)想擁有與IOS系統(tǒng)相同的系統(tǒng)性能。Dalvik虛擬機(jī)運行機(jī)制就成為Android系統(tǒng)性能提升唯一的障礙。
Android Kitkat 提供了一種與Dalvik截然不同的運行環(huán)境-ART(Android Runtime)的支持。目前用戶可以選擇設(shè)備的運行環(huán)境，在不久的將來ART肯定會替代Dalvik Runtime。
二、Dalvik vs ART
Dalvik運行環(huán)境使用JIT（Just-In-Time）來進(jìn)行轉(zhuǎn)譯,應(yīng)用每次運行的時候，字節(jié)碼都需要通過JIT轉(zhuǎn)換為機(jī)器碼，這會拖慢應(yīng)用的運行效率。而ART則是使用AOT進(jìn)行處理（Ahead-Of-Time），并會在應(yīng)用程序安裝完畢時，進(jìn)行預(yù)先的基礎(chǔ)性編譯作業(yè)，這就減去了JIT運行時的機(jī)器碼轉(zhuǎn)化時間，應(yīng)用的啟動和執(zhí)行都會變得更加快速。ART優(yōu)點：1、系統(tǒng)性能的顯著提升。2、應(yīng)用啟動更快、運行更快、體驗更流暢、觸感反饋更及時。3、更長的電池續(xù)航能力。
4、支持更低的硬件。
ART缺點：1、更大的存儲空間占用，可能會增加10%-20%。2、更長的應(yīng)用安裝時間。
總的來說ART的功效就是“空間換時間”。
三、初步感知ART
1、設(shè)備如何選擇ART運行環(huán)境
通過以下步驟開啟：設(shè)置→關(guān)于手機(jī)→點擊最下面的版本號7次→開發(fā)者模式出現(xiàn)→返回→進(jìn)入開發(fā)者模式，然后選擇runtime-使用ART
目前官方Android模擬器并不能開啟ART模式，可以通過該網(wǎng)址下載支持ART模式的Android模擬器鏡像 ( http://blog.csdn.net/coolypf/article/details/17069015）
2、Dalvik切換ART后系統(tǒng)變化
2.1、應(yīng)用安裝時采用的代碼優(yōu)化方式不同：
Dalvik Runtime ： dex2opt（http://124.16.139.131:24080/lxr/source/dalvik/dexopt/OptMain.cpp?v=android-4.0.4#f_OptMain.cpp）
ART Runtime ： dex2oat (https://android.googlesource.com/platform/art/+/kitkat-release/dex2oat/dex2oat.cc)
2.2、優(yōu)化后的文件大小及格式不同：
兩個運行環(huán)境產(chǎn)生的優(yōu)化代碼路徑及文件名都為：/data/dalvik-cache/app/data@app@{package name}.apk@classes.dex
ART環(huán)境產(chǎn)生的優(yōu)化代碼文件大小明顯比Dalvik環(huán)境產(chǎn)生大：
[圖片上傳中。。。（2）]
雖然都為.dex文件結(jié)尾，但是文件格式卻是天壤之別：
ART環(huán)境文件格式：ELF Shared Object
[圖片上傳中。。。（3）]
Dalvik環(huán)境文件格式：
[圖片上傳中。。。（4）]
三、ART相關(guān)源代碼
ART相關(guān)源代碼下載地址：（https://android.googlesource.com/platform/art/+archive/kitkat-release.tar.gz）
從源代碼文件目錄名稱可以很清楚的了解各文件夾中相關(guān)文件的功能，我們最關(guān)心的主要有compiler、dex2oat、runtime三個文件夾：
compiler：主要負(fù)責(zé)Dalvik字節(jié)碼到本地代碼的轉(zhuǎn)換，編譯為libart-compiler.so
dex2oat ：完成DEX文件到ELF文件轉(zhuǎn)換。編譯為dex2oat
runtime ：Android ART運行時源代碼，編譯為libart.so
[圖片上傳中。。。（5）]
四、dex2oat優(yōu)化流程
在應(yīng)用安裝時，installd通過dex2oat優(yōu)化APK安裝包classes.dex的Dalvik字節(jié)碼為本地機(jī)器代碼。整個優(yōu)化為：
[圖片上傳中。。。（6）]
更多LLVM編譯器的信息可查看：
http://llvm.org/
http://www.ibm.com/developerworks/cn/opensource/os-createcompilerllvm1/
http://www.chinaicexpo.com/market/1104-llvm.html
五、OAT文件格式
OAT文件其實就是基于ELF格式的一種私有文件格式。
OAT的ELF 段信息：
OAT的ELF export信息：
[圖片上傳中。。。（8）]
OAT文件加載流程，通過分析ART相關(guān)源碼，當(dāng)通過DexClassLoader加載一個OAT文件基本流程如下：
1、讀取oatdata符號地址獲取Oat數(shù)據(jù) startAddress。
2、讀取oatlastword符號地址獲取OAT數(shù)據(jù) endAddress。
3、通過startAddress和endAddress定位Oat數(shù)據(jù)。
4、解析Oat數(shù)據(jù)。構(gòu)建方法定位所需數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。
然后就可以調(diào)用加載OAT文件的代碼了。
整個的方法定位過程和Dalvik運行環(huán)境沒有太大區(qū)別，讀者可以通過(http://blog.csdn.net/androidsecurity/article/details/8664778)來了解如何定位到一個類的某個方法。
您可以簡單的認(rèn)為ART和Dalvik區(qū)別就是：Dalvik定位到的方法是Davlik字節(jié)碼，但是ART定位到的方法是本地代碼。僅是方法代碼內(nèi)容發(fā)生了變化，但是方法的定位過程基本相同。
我們以關(guān)鍵的地址點為分割截取OAT文件數(shù)據(jù)段：
ELF頭：
OAT數(shù)據(jù)內(nèi)容開始：（注意0x10BB位置，DexHeader開始）
[圖片上傳中。。。（10）]
可執(zhí)行本地代碼部分：
OAT數(shù)據(jù)結(jié)束位置：
具體的OAT文件格式可以查看源代碼。
