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ART (Android Runtime)是运行于 Android 5.0（API 21）及以上的默认运行时环境，用来替换Dalvik，它大大提升了 Android 平台和应用的性能和流畅度。ART兼容Dalvik，能运行它的字节码，它的启用是系统默认的，不需要做什么配置，可以通过调System.getProperty ("java.vm.version") 来验证正在使用哪种运行时。

• ART －－ "2.0.0" 或更高
• Dalvik －－ 小于 "2.0.0"

ART工作流程

ART使用 AOT和JIT对APK进行编译，生成的代码是基于profile来配置的，它的基本流程如下：

1. 如果应用没有被预编译成AOT码，它在最初的几次运行中，经常使用的“方法”会被JIT编译。
2. 系统空闲的时候，会调用AOT来编译apk经常被使用的代码。
3. 当app再次运行的时候，它会优先使用被编译的代码(AOT或者GIT码)。

Ahead-of-time (AOT) 编译

ART会运行dex2oat命令来把DEX转换成下面几类文件(以Android O 为例)。

• vdex : 包含未压缩的dex码和一些能加速校验的元数据。
• odex : 优化的dex码 －－ apk的“方法”代码会被AOT编译。
• art : 把APK的字符串和类的列表转换成ART内部格式，用来加速应用的启动。
• oat : 编译生成的OAT码，是一个ELF的可执行文件， 一般预编译在ROM里。

如：dex2oat --compiler-filter=speed --dex-file=xx.apk –oat-file=xx.oat，将生成 .oat 和 .vdex文件。

编译选项

ART有两类配置：

1. ROM系统配置：ART在编译系统image的时候，对apk进行预编译。
2. 运行时配置：ART在应用运行的时候，对apk进行编译。

最核心的一个编译选项是 “编译过滤器”，它也会被作为参数传给dex2oat，Android O版本一共支持4类过滤器:

• verify: 运行 DEX代码校验。
• quicken: 运行 DEX代码校验，优化一些指令，提高指令解释性能。
• speed: 运行 DEX代码校验，AOT编译所有的方法。
• speed-profile： 运行 DEX代码校验，AOT编译profile指定的方法。

系统ROM配置

需要编译到系统ROM的JAR/APK一共有4类：

• Boot classpath 的代码: 缺省使用speed过滤器编译。
• 系统服务的代码: 缺省使用speed过滤器编译。
• 配置为“核心”的应用: 缺省使用speed过滤器编译。
• 其它应用: 缺省使用quicken过滤器编译。

Makefile options

• WITH_DEXPREOPT: 编译ROM时优化，默认启用。
• DONT_DEXPREOPT_PREBUILTS：不进行预编译优化。
• LOCAL_DEX_PREOP: [true/false]，配置APK是否编译优化。
• PRODUCT_DEXPREOPT_SPEED_APPS: 产品的core应用列表。
• PRODUCT_SYSTEM_SERVER_APPS: 系统服务加载的app。

运行时配置

Jit options

• dalvik.vm.usejit: 是否启用git编译[true/false]。
• dalvik.vm.jitinitialsize (default 64K)。
• dalvik.vm.jitmaxsize (default 64M)。
• dalvik.vm.usejitprofiles:是否启用 profile [true/false]。

包管理配置

下面都是系统属性，用来设置各种情况下的编译过滤器。

• pm.dexopt.install=quicken －－ 从googplay安装app时的编译过虑器。
• pm.dexopt.bg-dexopt=speed-profile －－ 系统空闲时的编译过滤器。
• pm.dexopt.boot=verify －－ 系统在线升级后的编译过滤器(强烈推荐此配置)。
• pm.dexopt.first-boot=quicken －－ 第一次启动的编译过滤器。

JIT编译器

JIT主要时用于“运行时”的编译－－也就时“及时/在线”编译，ART编译器在编译ROM的时候，会根据配置把预置的app编译成oat文件，但是，为了节省存储空间，有些app不做预编译，另外，系统更新，用户下载的app也没法做预编译优化，这种情况下，JIT就派上用场了，它的工作流程是：

• ART运行app，解释执行dex码。
• 如果是频繁运行的代码，ART调用JIT来编译这部分代码，并加入到JIT代码缓存中。
• 再次运行这部分代码时，ART直接运行JIT的缓存代码，而不是解释执行dex码。
• app继续运行。

整个流程如下图所示，可见JIT是ART编译器的一个补充，通过“在线”编译“热代码”的方式来优化app的运行速度。

Dalvik APK兼容性校验

虽然ART兼容Dalvik，但是仍然有少量不兼容，不支持的特性，需要对代码做些检查。

垃圾回收问题

ART中不必要显式调用 System.gc() 来促进垃圾回收 (GC)。
Get...ArrayElements()－－ dalvik 返回的是reference，art 返回的是copy。

堆栈

Dalvik的 native堆栈（缺省1MB） 和 Java的堆栈(缺省32KB)是分开的，ART的堆栈是统一的。 如果你设置过堆栈，需要做些检查。

• java 层检查Thread

  • C/C++检查 pthread_attr_setstack， pthread_attr_setstacksize，..

参考资料

https://source.android.com/de...

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