聊聊ART虚拟机_对象的分配问题

前置知识

• 
  
• 有Android开发基础
  
• 了解 Java 语法和 JVM
  

前言

ART 虚拟机(下图 Runtime 层)，相信各位搞 Android 开发的同学都有知道，总体的印象呢就是：ART 与 JVM 不同，其不符合 JVM 规范不属于 JVM ，且为 Dalvik 的进阶版。

但是，我们有必要对 ART 进行更加深入的了解，其有助于我们对 Android 的更深层次的理解。所以，本文将和聊一聊 ART 虚拟机，以及 ART 中一个对象是如何分配的。

何为ART虚拟机

在开始阶段，我们还是需要来聊一下什么是 ART 虚拟机，其不同在何处。

在探析Android中的四类性能优化一文中，我们有提到 ART 虚拟机是 Google 在 Android4.4 的时候引入的，其用于替代 Dalvik 虚拟机。而在替代 Dalvik 虚拟机的同时，他也是兼容之前的 dex 格式的。ART 与 Dalvik 的不同点如下所示。

ART特性

1. 预编译

Dalvik 中的应用每次运行时，字节码都需要通过即时编译器 JIT 转换为机器码，这会使得应用的运行效率降低。在 ART 中，系统在安装应用时会进行一次预编译（AOT，Ahead-Of-Time），将字节码预先编译成机器码并存储在本地，这样应用就不用在每次运行时执行编译了，运行效率也大大提高。

2. 垃圾回收算法

在 Dalvik 采用的垃圾回收算法是标记-清除算法，启动垃圾回收机制会造成两次暂停（一次在遍历阶段，另一次在标记阶段）。而在 ART 下，GC 速度比 Dalvik 要快，这是因为应用本身做了垃圾回收的一些工作，启动 GC 后，不再是两次暂停，而是一次暂停，而且 ART 使用了一种新技术（packard pre-cleaning），在暂停前做了许多事情，减轻了暂停时的工作量。

3. 64 位

Dalvik 是为 32 位 CPU 设计的，而 ART 支持 64 位并兼容 32 位 CPU，这也是 Dalvik 被淘汰的主要原因。

由此可知，ART 让 Android 的性能有了很大的提升，从 2015 直到现在，我们使用的都还是 ART 虚拟机。

下图为 ART 的整体架构，我们可以看出，上层是执行层，负责直接对书写的代码进行处理，而下层则为运行时刻对 Java 语法的支持。

对象的分配

对于对象的分配问题，实际上是 ART 对于类的管理问题。而类中则是描述了一个对象的内存布局(类成员的大小、类型和排布)和其函数信息。

例如 Object 类，包含以下的信息：

一个保存的是类型定义，一个保存的是锁的信息。

类加载

一个类分配的对象的大小，是由继承链所决定的。当 Java 中的类首次使用的时候，就会进行类加载。例如首次使用到一个子类的时候，会自动将继承链上面的所有父类都进行加载，而整个继承链上面的类的总和就是该子类的大小。

例如下文中的子类的大小就是 AWork + BaseWork 两者合起来的大小。

puvlic class AWork extends BaseWork{


    public AWork(WorkBean workBean){

        super(work);

    }


    @Override

    public process(Processbean processbean){

        workBean.getA().actionA(processbean.getProcessA);

    }

}

内存布局

如下图所示，当有 A->B->Object 这个继承关系的时候，其内存布局是父类在上，子类在下的方式进行排布的。而在每一个类里面，则是将引用类型置于最上方，而其他的类型则按字母顺序进行排序。

双亲继承(双亲委派)

何为双亲继承呢？

双亲委派的意思是如果一个类加载器需要加载类，那么首先它会把这个类请求委派给父类加载器去完成，每一层都是如此。一直递归到顶层，当父加载器无法完成这个请求时，子类才会尝试去加载。

这么做的好处有一点，那就是不会出现假的委派父类，我们在委派的时候按照既定的逻辑寻找、只有在继承链上面的才是正确的，使得不会有虚假的父类出现。

这类底层的逻辑，反映出合理的继承链是有利于设计和执行的。其实由此我们也可以看到，其实很多设计原则的道理和这些底层逻辑设计也是相同的，例如迪米特原则和接口隔离原则，都是反映出继承链要合理，不要贪多的思维。