Android系统Dalvik虚拟机是如何执行程序的?

安卓系统

Android系统的架构采用分层思想,这样的好处是减少各层之间的依赖性、便于独立分发、容易收敛问题和错误等优点。Android系统由Linux内核、库函数、Android运行时、应用程序框架以及应用程序组成。如下图所示Android系统结构,Dalvik虚拟机属于Android运行时环境,它与一些核心库共同承担Android应用程序的运行工作。


Android系统架构

Android系统启动加载完内核后,第一个执行的是init进程,init进程首先要做的是设备的初始化工作,然后读取init.rc文件并启动系统中的重要外部程序Zygote。Zygote进程是Android所有进程的孵化器进程,它启动后会首先初始化Dalvik虚拟机,然后启动system_server并进入Zygote模式,通过socket等候命令。当执行一个Android应用程序时,system_server进程通过socket方式发送命令给Zygote,Zygote收到命令后通过fork自身创建一个Dalvik虚拟机的实例来执行应用程序的入口函数,这样一个程序就启动完成了。整个流程如下图所示:


Android系统Dalvik虚拟机启动流程

Zygote提供了三种创建进程的方法:
fork(),创建一个Zygote进程;

forkAndSpecialize(),创建一个非Zygote进程;
forkSystemServer(),创建一个系统服务进程;

其中,Zygote进程可以再fork()出其他进程,非Zygote进程则不能fork其他进程,而系统服务进程在终止后它的子进程也必须终止。

当进程fork成功后,执行的工作就交给了Dalvik虚拟机。Dalvik虚拟机首先通过loadClassFromDex()函数完成类的装载工作,每个类被成功解析后都会拥有一个ClassObject类型的数据结构存储在运行时环境中,虚拟机使用gDvm.loadedClassed全局哈希表来存储与查询所有装载进来的类,随后字节码验证器使用dvmVerifyCodeFlow()函数对装入的代码进行校验,接着虚拟机调用FindClass()函数查找并装载main方法类,随后调用dvmInterpret()函数初始化解释器并执行字节码流。如下图所示:


Dalvik虚拟机执行字节码
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