用代码缓存复用技术捉升A ndroid 即时编译器效率˝ 第2 章 背景知识与相关技术
字 节 码 专 门针 对 嵌 入 式平 台特 性 ，在 指 令 格 式 和 类 文 件 存 储 格 式 两 方 面 做 了很大
改 进 。
1. 在 字 节 码 格 式 方 面 ，D alvik 以伪 寄存 器 为 基 础 设计 字 节 码 指 令 ，指 令 的
操 作 数 由伪 寄 存 器 表 示 。传 统 的字 节 码 是 以虚 拟 栈 为 基 础 组 织 指 令 ，因此 指 令 要
对 某 操 作 数 进 行 运 算 之 前 ，需从 虚 拟 栈 中加 载 操 作 数 ；运 算 结束 后 ，又 需 要 将 操
作数 存 回栈 中 。如 下面 的字节 码 指 令 完成 两 整 数 相 加 ：
iload—1
iload—2
ia d d
istore_ l
同样 的操 作 ，用 D alvik 的伪 寄存 器 指 令 只 需一 条 指 令 ：
ad d -in t v l, v l, v 2
可 见 ，前 者 的字 节 码 指令 序 列 中 的许 多 加 载 和 存 储 操 作 ，增 加 了字 节 码 的存 储 空
间 需 求 和 虚 拟 机 执 行 指 令 数 目。相 反 ，dex 字 节 码 省 去 了冗 余 的栈 加 载 与 存 储 操
作 ，使 字 节 码 总 长 度 更 短 ，节 约 了存 储 空 间 。此 外 ，基 于伪 寄存 器 的字 节 码 格 式
更 有 利 于 使 用 R IS C 芯 片 的通 用 寄存 器 ，提 高解 释 或 编 译 执 行 的效 率 。
2 . 在 设 计 类 文 件 存 储 格 式 方 面 ，D alv ik 划 分 数 据 区 分 别 存 储 class 文 件 各 部
分 。传 统 的 Jav a 类 文 件 即 class 文 件 ，包 含 了 文 件 元 数 据 信 息 、常 量 信 息 、异 常
处 理 相 关 的表 格 以及 属 于 该 Java 类 的方 法 的字 节 码 等 。这 些 信 息 在 各 class 文 件
中都 可 能 存 在 ，共 享 这 些 信 息 可 进 一 步 节 省 字 节 码 存 储 空 间 。因此 ，D alv ik 在 存
储 类 文 件 时 将 所 有 类 文 件 组 织 为 一 个 dex 文 件 ，并 划 分 数 据 区 分 别 存 储 字 节 码 各
个 部 分 ; 不 同 class 文 件 的 各 部 分被 分 别 存 储 至 该 dex 文 件 中相 对 应 的 数 据 区 。
合 并 过 程 确 保 相 同 的 信 息 只有 一 份 拷 贝 ，从 而 减 小 了字 节 码 文 件 的 存 储 空 间 。通
常 ，一 个 应 用 程 序 要 在 A n droid 系 统 上 运 行 ，须 经 历 图 2 所 示 处 理 过 程 。 图 2 中
的 dx 转 换 工 具 实 现 多个 class 文 件 到 一 个 d ex 文 件 的转 换 工 作 。
Javac˝ cJj(耗 换 工具 fl〖缩 打 包 工 具 安装 执 行
iava 源文件 ___J Java字令‘朽 N DaM k字，码 U J “?" L -J - 職
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图 2 A n dro id 字 节 码 处 理 过 程
D alv ik 在 执 行 引 擎 方 面 也 作 了 改 进 与 创 新 。图 2 中 的 解 释 器 和 即 时 编 译 器 是
D alvik 的执 行 引擎 。D alvik 设 计 的 快 速 解 释 器 用 汇 编 语 言 模 拟 字 节 码 执 行 ，将 各
字节码指令的解释逻辑按 16 条 A R M 汇编指 令划分为不同块 ，并采用 C om puted
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