JVM 与 DVM 的区别

1. 概述

本文将深入探讨 Java 虚拟机（JVM） 与 Dalvik 虚拟机（DVM） 之间的核心差异。我们会先分别介绍两者的基本概念，再从架构、编译、性能和执行方式等维度进行对比。

⚠️ 注意：自 Android 5.0（Lollipop）起，DVM 已被 Android Runtime（ART） 取代。本文讨论的 DVM 主要适用于 Android 4.4 及更早版本。

2. 什么是运行时环境（Runtime）？

运行时环境的作用是将高级语言（如 Java）编写的代码，翻译成 CPU 可直接执行的机器码。它本质上是一个“翻译官”，但实现方式有多种：

• ✅ 汇编器（Assemblers）：将汇编语言直接转为机器码，速度快
• ✅ 编译器（Compilers）：先将源码编译为汇编代码，再通过汇编器生成机器码。编译慢，但运行快，生成的代码与平台强相关
• ✅ 解释器（Interpreters）：边解释边执行，启动快但运行效率低，因为翻译发生在运行时

JVM 和 DVM 都属于这类运行时系统，但设计目标和实现机制大相径庭。

3. Java 虚拟机（JVM）

JVM 是 Java 生态的基石，用于运行桌面、服务端和 Web 应用。它的核心设计哲学是 “一次编写，到处运行”（Write Once, Run Anywhere）。

关键特性包括：

• ✅ 支持跨平台，可在 x86、ARM 等多种架构上运行
• ✅ HotSpot 是 Oracle 官方的 JVM 实现，也是最主流的版本
• ✅ 开源社区还有 OpenJ9、GraalVM 等多个成熟实现
• ✅ 自 Java 9 起采用半年发布周期，持续演进（如 Foreign-Memory Access、JEP 343 打包工具等）

但 JVM 的“通用性”也带来了代价——资源占用较高，不适合内存受限的嵌入式设备。

4. Dalvik 虚拟机（DVM）

DVM 是 Google 为 Android 量身定制的虚拟机，专为移动设备优化。虽然 Android 应用多用 Java 语言编写，但 DVM 并不是 JVM，两者不兼容。

DVM 的设计目标非常明确：

• ✅ 在低内存设备上高效运行
• ✅ 启动速度快
• ✅ 支持多实例并发，每个应用运行在独立的 DVM 实例中

⚠️ 自 Android 5.0 起，DVM 被 ART 取代。ART 采用 AOT（Ahead-of-Time）编译，进一步提升了性能和电池续航。DVM 的最后一个版本是 1.6.0，随 Android 4.4（KitKat）发布。

5. JVM 与 DVM 的核心差异

5.1 架构：栈 vs 寄存器

这是两者最根本的区别。

• ✅ JVM 是基于栈的虚拟机（Stack-based VM）
  所有操作数和中间结果都通过操作栈进行压栈和弹栈。方法调用、局部变量也都依赖栈结构。

  示例伪代码：

  // a + b
  iload_1    // push a
  iload_2    // push b
  iadd       // pop a, pop b, push result
  

• ✅ DVM 是基于寄存器的虚拟机（Register-based VM）
  使用虚拟寄存器存储操作数，指令直接操作寄存器，更接近真实 CPU 的工作方式。

  示例伪代码（Dalvik 字节码）：

  add-int v0, v1, v2  // v0 = v1 + v2
  

📌 简单粗暴地说：JVM 像是用“草稿纸”算题（栈），DVM 则像用“计算器内存”（寄存器），后者在移动设备上更高效。

5.2 编译流程

两者编译路径不同，关键在于中间字节码格式。

• ✅ JVM 编译流程：

  Java 源码 → javac → Java 字节码 (.class) → JVM 解释/编译 → 机器码
  

• ✅ DVM 编译流程：

  Java 源码 → javac → Java 字节码 (.class) → dx/d8 工具 → Dalvik 字节码 (.dex) → DVM 执行
  

📌 注意：.dex 文件会将多个 .class 文件合并，减少冗余，优化存储——这对 APK 体积至关重要。

两者都使用 JIT（Just-In-Time）编译器，在运行时将热点代码编译为本地机器码以提升性能。

5.3 性能对比

维度	JVM（栈式）	DVM（寄存器式）
❌ 字节码大小	小（操作数隐式在栈上）	大（操作数显式在指令中）
✅ 执行速度	指令多，分发开销大	指令少，执行更快
⚠️ 适用场景	服务器、桌面（资源充足）	移动端（资源受限）

📌 踩坑提示：寄存器式 VM 虽然执行快，但生成的 .dex 文件更大。这也是为什么 Android 构建时会有“Multi-Dex”和“ProGuard”等优化手段。

5.4 执行模型

• ✅ JVM 通常单实例运行
  多个 Java 应用可运行在同一 JVM 实例中，共享堆内存和线程资源（如 Tomcat 部署多个 Web 应用）。

• ✅ DVM 为多实例设计
  Android 系统为每个应用或服务创建独立的 DVM 实例，拥有独立进程和虚拟机空间，增强隔离性和安全性。

# 查看 Android 进程（每个应用一个 DVM 实例）
ps -A | grep com.example.myapp
# 输出示例：
# u0_a123  1234  123   123456  78900  ffffffff 00000000 S com.example.myapp

📌 这种设计让 Android 能更好地管理应用生命周期和资源回收。

6. 总结

对比项	JVM	DVM
架构	栈式	寄存器式
字节码	.class	.dex
编译工具	javac	dx/d8
执行模型	单实例为主	多实例
使用场景	服务器、桌面	Android（4.4 及之前）
现状	持续演进	已被 ART 取代

✅ 一句话总结：JVM 追求通用与跨平台，DVM 专为移动端资源优化而生。虽然 DVM 已成历史，但理解其设计思想，对深入掌握 Android 底层机制仍有重要意义。