Android虚拟机运行时技术的分析与评测

发布时间：2017-06-02 13:14

  本文关键词：Android虚拟机运行时技术的分析与评测，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：Android系统作为移动平台上的主流操作系统,截止到2014年第四季度,其在智能手机市场的份额已达到76.6%。为了支持Java应用的跨平台运行,Google设计了Dalvik虚拟机作为Android系统运行的基石。但随着移动平台硬件性能的提高,Dalvik虚拟机的即时编译器已不能满足当今硬件设备的需求,因此在Android 4.4版本引入了新的运行时ART,采用预编译器来提高Java程序的运行效率。探究与评测两种虚拟机运行时不同的实现方式和性能表现,对优化Android系统具有重要意义。本文深入研究Android系统的两种运行时技术,主要包括编译系统和执行引擎。通过深入分析比较Dalvik即时编译器和ART预编译器的实现方式,阐述了ART通过提前将Dex字节码编译为本地代码以提高性能的原理。本文从三方面对两种运行时进行了评测：第一,使用BootChart和TraceView等工具测评系统启动和应用安装性能,并提出了将系统Java库预编译工作提前到主机端完成的ART启动优化方案。第二,使用CaffeineMark、SciMark和BenchmarkPi专用测试软件测试虚拟机的运算性能,并在主要的性能差异项上设计实验方案进行深入分析。第三,使用OxBenchmark和Quadrant Standard软件测试系统的综合性能,包括图形处理、内存管理和存储性能等。测评结果表明：ART运行时安装应用平均耗时是Dalvik的1.73倍,且生成文件大小是Dalvik的2倍以上,需要更大的存储空间。使用ART的系统第一次启动时间是使用Dalvik的2.6倍,使用本文的启动优化方案后,ART的第一次启动时间降低为Dalvik的1.078倍,明显提高了系统启动速度。在运算性能测评方面,ART的CaffeineMark测试综合性能得分相较Dalvik提高67%,BenchmarkPi测试运算速度提高17.8%。在系统综合性能测评方面,OxBenchmark测试ART运行时垃圾回收消耗时间相对于Dalvik而言平均缩短了89.7%。
【关键词】：Android 虚拟机运行时 即时编译器 预编译器
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TP316;TP302
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第一章 绪论9-13
• 1.1 课题背景与意义9-10
• 1.2 国内外研究现状10-11
• 1.3 研究内容及目标11-12
• 1.4 论文组织12-13
• 第二章 Android虚拟机运行时概述13-25
• 2.1 Android系统架构13-14
• 2.2 Android虚拟机概述14-18
• 2.2.1 Dalvik虚拟机15-16
• 2.2.2 ART虚拟机16-18
• 2.3 Android虚拟机执行文件与字节码18-23
• 2.3.1 Dex文件格式18-21
• 2.3.2 Oat文件格式21-23
• 2.3.3 Dalvik字节码23
• 2.4 本章小结23-25
• 第三章 运行时编译系统分析25-39
• 3.1 Dalvik即时编译系统25-30
• 3.1.1 热点字节码段的探测25-28
• 3.1.2 即时编译过程分析28-30
• 3.2 ART预编译系统30-38
• 3.2.1 dex2oat预编译准备工作30-32
• 3.2.2 dex2oat编译过程分析32-38
• 3.3 分析对比总结38
• 3.4 本章小结38-39
• 第四章 Android运行时执行过程39-53
• 4.1 Dalvik执行过程分析39-43
• 4.1.1 Dex文件加载过程39-40
• 4.1.2 Dex类加载过程40-42
• 4.1.3 执行引擎工作过程42-43
• 4.2 ART执行过程分析43-51
• 4.2.1 Oat文件加载过程43-44
• 4.2.2 Oat类加载过程44-48
• 4.2.3 执行引擎工作过程48-51
• 4.3 分析对比总结51-52
• 4.4 本章小结52-53
• 第五章 评测与分析53-77
• 5.1 实验环境53-54
• 5.2 评测方法和软件介绍54-56
• 5.3 系统启动和应用安装的评测56-63
• 5.3.1 运行时启动时间对比56-59
• 5.3.2 运行时启动时间优化59-61
• 5.3.3 应用程序安装性能对比61-63
• 5.4 虚拟机运算性能的评测63-70
• 5.4.1 CaffeineMark测试63-67
• 5.4.2 SciMark2.0测试67-69
• 5.4.3 BenchmarkPi测试69-70
• 5.5 Android系统综合性能的评测70-74
• 5.5.1 OxBenchmark测试70-73
• 5.5.2 Quadrant Standard测试73-74
• 5.6 分析测评总结74-75
• 5.7 本章小结75-77
• 第六章 总结与展望77-79
• 6.1 总结77
• 6.2 展望77-79
• 致谢79-81
• 参考文献81-82

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 林耕宇;;观摩50名Google Android程序开发竞赛作品[J];电子与电脑;2008年08期

2 树子;;Android中文版不完全体验[J];互联网天地;2009年04期

3 Jason Whitmire;;产业软件专家如何协助解决Android的分裂困境[J];电子与电脑;2010年02期

4 蒋彬;;10款Android手机必备应用——Android操作系下的软件评测[J];微电脑世界;2010年04期

5 ;PCWorld Windows Phone 7挑战Android 毅然崛起的AndroidⅠ洗心革面的Windows Phone 7[J];微电脑世界;2010年08期

6 韩青;;Android平台发展的动力与挑战[J];中国电子商情(基础电子);2010年09期

7 方智勇;;Android手机这样用[J];电脑迷;2010年15期

8 缺少浪漫;;Android的另一面[J];电脑迷;2010年13期

9 ;ZTE and Three Release Android

本文编号：415426