Dalvik虛擬機(jī)進(jìn)程模型研究

孫丹

摘要：不同于傳統(tǒng)Java程序，DaMk虛擬機(jī)能夠完成多個(gè)獨(dú)立進(jìn)程創(chuàng)建?；谶@種認(rèn)識(shí)，本文在對(duì)Dalvik虛擬機(jī)展開分析的基礎(chǔ)上，對(duì)Dalvik虛擬機(jī)進(jìn)程模型進(jìn)行了探討，發(fā)現(xiàn)其能夠在吸收Linux和Java進(jìn)程控制特點(diǎn)基礎(chǔ)上，利用特有進(jìn)程實(shí)現(xiàn)API控制，因此在DaMk虛擬機(jī)應(yīng)用時(shí)還要把握這一特征，加強(qiáng)平臺(tái)進(jìn)程控制管理。

關(guān)鍵詞：DaMk虛擬機(jī)進(jìn)程模型

引言

Android平臺(tái)目前是智能手機(jī)廣泛應(yīng)用的平臺(tái)，其采用Dalvik虛擬機(jī)技術(shù)保證手機(jī)多個(gè)應(yīng)用程序在運(yùn)行過程中減少資源占用，并保持較高運(yùn)行效率Da Mk虛擬機(jī)之所以能夠?qū)崿F(xiàn)平臺(tái)程序兼容優(yōu)化，與其進(jìn)程創(chuàng)建特性有著直接關(guān)系。因此，還要加強(qiáng)Dalvik虛擬機(jī)進(jìn)程模型分析，以便掌握Dalvik虛擬機(jī)進(jìn)程創(chuàng)建優(yōu)缺點(diǎn)，達(dá)到合理應(yīng)用虛擬技術(shù)的目標(biāo)。

1 Dalvik虛擬機(jī)概述

Dalvik虛擬機(jī)實(shí)際上就是Google公司為Android平臺(tái)設(shè)計(jì)的虛擬機(jī)，是Android移動(dòng)設(shè)備平臺(tái)核心組成部分之一。采用Dalvik虛擬機(jī)，能夠?yàn)檗D(zhuǎn)換為Dalvik Executable（簡稱，dex）格式的Java程序運(yùn)行提供支持。作為Dalvik專用壓縮格式，.dex能夠在處理速度及內(nèi)存有限的運(yùn)算系統(tǒng)中得到應(yīng)用，可以同時(shí)對(duì)多個(gè)虛擬機(jī)實(shí)例進(jìn)行運(yùn)用，并將每個(gè)應(yīng)用當(dāng)成是獨(dú)立Linux進(jìn)程。通過創(chuàng)建獨(dú)立進(jìn)程，能夠避免虛擬機(jī)崩潰時(shí)出現(xiàn)所有程序被關(guān)閉問題。但與此同時(shí)，創(chuàng)建多個(gè)獨(dú)立進(jìn)程，可能導(dǎo)致系統(tǒng)運(yùn)行速度減慢，因此Dalvik虛擬機(jī)被看成是拖慢Android的根本原因。

2 Dalvik虛擬機(jī)進(jìn)程模型分析

2.1虛擬機(jī)進(jìn)程與線程

所謂的Dalvik虛擬機(jī)進(jìn)程，從通俗意義上來講就是Android應(yīng)用程序進(jìn)程，實(shí)際Dalvik虛擬機(jī)在創(chuàng)建進(jìn)程時(shí)，將對(duì)一個(gè)成員函數(shù)進(jìn)行調(diào)用。而一旦發(fā)現(xiàn)函數(shù)為JNI方法，其將直接跳轉(zhuǎn)到相應(yīng)地址執(zhí)行程序，即在本地操作系統(tǒng)上運(yùn)行程序，并非利用虛擬機(jī)解釋器執(zhí)行操作。因此采用JNI方法，可以實(shí)現(xiàn)Android應(yīng)用程序與本地操作系統(tǒng)直接通信。除了對(duì)Java代碼進(jìn)行執(zhí)行，Dalvik虛擬機(jī)能夠執(zhí)行Native代碼，即c/c++函數(shù)。在函數(shù)調(diào)用期間，虛擬機(jī)能夠利用本地操作系統(tǒng)直接進(jìn)行進(jìn)程或線程創(chuàng)建，得到相應(yīng)的Linux進(jìn)程和線程。利用Native代碼創(chuàng)建進(jìn)程，需要對(duì)虛擬機(jī)進(jìn)行加載.因此可以看成是虛擬機(jī)的一個(gè)進(jìn)程。如果創(chuàng)建出的線程能夠?qū)ava代碼進(jìn)行執(zhí)行，則能看成是虛擬機(jī)的一個(gè)線程。

2.2進(jìn)程創(chuàng)建過程

Dalvik虛擬機(jī)進(jìn)程能夠利用Activity Manager Service服務(wù)提供。分析進(jìn)程創(chuàng)建過程可以發(fā)現(xiàn)，該服務(wù)能夠利用android.Os.Process類的靜態(tài)成員函數(shù)start進(jìn)行Zygote進(jìn)程創(chuàng)建，然后由該進(jìn)程通過dalvik.system.Zygote類的靜態(tài)成員函數(shù)forkAndSpecialize實(shí)現(xiàn)虛擬機(jī)線程創(chuàng)建。相較于進(jìn)程，線程占用資源少，能夠與其他線程共享資源。但線程管理相對(duì)麻煩，需要解決同步問題-個(gè)線程的崩潰可能引起其他線程崩潰從Java語言層面來講，可以利用java.lang.Thread類的成員函數(shù)start進(jìn)行虛擬機(jī)線程創(chuàng)建。在實(shí)際創(chuàng)建過程中，將完成本地操作系統(tǒng)進(jìn)程創(chuàng)建，得到Linux進(jìn)程。不同于之前創(chuàng)建的Linux進(jìn)程，該進(jìn)程無對(duì)應(yīng)虛擬機(jī)實(shí)例，因此不會(huì)自動(dòng)附加到虛擬機(jī)中，而是需要對(duì)Java代碼進(jìn)行執(zhí)行才能完成附加。

2.3創(chuàng)建方法比較

由Dalvik虛擬機(jī)進(jìn)程創(chuàng)建過程可知，其基本采用本地方法實(shí)現(xiàn)進(jìn)程創(chuàng)建。采用fork方法，得到的子進(jìn)程僅為半初始化狀態(tài)，是zygote進(jìn)程。在父進(jìn)程完成addNeWHeap調(diào)用的情況下，將采用寫時(shí)復(fù)制方式實(shí)現(xiàn)進(jìn)程共享，完成初始化操作。采用forkAndSpecialize方法，將單獨(dú)完成子進(jìn)程的創(chuàng)建，需要對(duì)HeapWorker線程進(jìn)行啟動(dòng)，完成對(duì)象終結(jié)函數(shù)的執(zhí)行，進(jìn)行對(duì)象清理和歸隊(duì)引用，從而完成線程調(diào)試。通過執(zhí)行addNewHeap，能夠進(jìn)行新堆創(chuàng)建，為特定任務(wù)運(yùn)行提供支持。采用forkSystemServer方法，基本與forkAndSpecialize擁有相同進(jìn)程創(chuàng)建過程，但在子進(jìn)程結(jié)束后將不會(huì)進(jìn)行父進(jìn)程的創(chuàng)建。在Linux進(jìn)程中，對(duì)forx進(jìn)行調(diào)用，得到的父子進(jìn)程堆棧不存在關(guān)聯(lián)，但除dex文件以往的其他文件均能對(duì)虛擬機(jī)核心庫代碼進(jìn)行共享，因此不僅可以使Linux進(jìn)程的優(yōu)勢(shì)充分發(fā)揮，也能使系統(tǒng)內(nèi)存得到節(jié)省。從比較結(jié)果來看，Dalvik虛擬機(jī)在對(duì)傳統(tǒng)Java進(jìn)程控制API方式進(jìn)行保留的同時(shí)，也對(duì)Linux操作系統(tǒng)特點(diǎn)進(jìn)行了汲取，能夠利用特有進(jìn)程實(shí)現(xiàn)API的控制，利用forx語義或控制信號(hào)實(shí)現(xiàn)進(jìn)程創(chuàng)建，因此在系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)就能完成系統(tǒng)服務(wù)進(jìn)程創(chuàng)建。

3結(jié)論

綜上所述，在開源的Android系統(tǒng)中，Dalvik虛擬機(jī)能夠通過加強(qiáng)Java應(yīng)用和吸取Linux特點(diǎn)利用特有進(jìn)程完成API控制，因此才能在大量智能移動(dòng)平臺(tái)上得到使用和移植。相信伴隨著虛擬技術(shù)的發(fā)展，Dalvik虛擬機(jī)也將突破運(yùn)行速度方面的局限性。

參考文獻(xiàn)

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