1、什么是JVM？
JVM本質上就是一個軟件，是計算機硬件的一層軟件抽象，在這之上才能夠運行Java程序，JAVA在編譯后會生成類似于匯編語言的JVM字節碼，與C語言編譯后產生的匯編語言不同的是，C編譯成的匯編語言會直接在硬件上跑，但JAVA編譯后生成的字節碼是在JVM上跑，需要由JVM把字節碼翻譯成機器指令，才能使JAVA程序跑起來。
JVM運行在操作系統上，屏蔽了底層實現的差異，從而有了JAVA吹噓的平臺獨立性和Write Once Run Anywhere。根據JVM規范實現的具體虛擬機有幾十種，主流的JVM包括Hotspot、Jikes RVM等，都是用C/C++和匯編編寫的，每個JRE編譯的時候針對每個平臺編譯，因此下載JRE（JVM、Java核心類庫和支持文件）的時候是分平臺的，JVM的作用是把平臺無關的.class里面的字節碼翻譯成平臺相關的機器碼，來實現跨平臺。
2、什么是DVM，和JVM有什么不同？
JVM是Java Virtual Machine，而DVM就是Dalvik Virtual Machine，是安卓中使用的虛擬機，所有安卓程序都運行在安卓系統進程里，每個進程對應著一個Dalvik虛擬機實例。他們都提供了對象生命周期管理、堆棧管理、線程管理、安全和異常管理以及垃圾回收等重要功能，各自擁有一套完整的指令系統，以下簡要對比兩種虛擬機的不同。
①JAVA虛擬機運行的是JAVA字節碼，Dalvik虛擬機運行的是Dalvik字節碼
JAVA程序經過編譯，生成JAVA字節碼保存在class文件中，JVM通過解碼class文件中的內容來運行程序。而DVM
運行的是Dalvik字節碼，所有的Dalvik字節碼由JAVA字節碼轉換而來，并被打包到一個DEX（Dalvik Executable）可執行文件中，DVM通過解釋DEX文件來執行這些字節碼。
②Dalvik可執行文件體積更小
以下是JVM規范中以C的數據結構表達的class文件結構，class文件被虛擬機加載到內存中后便是這樣
class文件中包含多個不同的方法簽名，如果A類文件引用B類文件中的方法，方法簽名也會被復制到A類文件中（在虛擬機加載類的連接階段將會使用該簽名鏈接到B類的對應方法），也就是說，多個不同的類會同時包含相同的方法簽名，同樣地，大量的字符串常量在多個類文件中也被重復使用，這些冗余信息會直接增加文件的體積，而JVM在把描述類的數據從class文件加載到內存時，需要對數據進行校驗、轉換解析和初始化，最終才形成可以被虛擬機直接使用的JAVA類型，因為大量的冗余信息，會嚴重影響虛擬機解析文件的效率。
為了減小執行文件的體積，安卓使用Dalvik虛擬機，SDK中有個dx工具負責將JAVA字節碼轉換為Dalvik字節碼，dx工具對JAVA類文件重新排列，將所有JAVA類文件中的常量池分解，消除其中的冗余信息，重新組合形成一個常量池，所有的類文件共享同一個常量池，使得相同的字符串、常量在DEX文件中只出現一次，從而減小了文件的體積。
dx工具的轉換過程和DEX文件的結構如下圖所示。
③JVM基于棧，DVM基于寄存器
JAVA虛擬機基于棧結構，程序在運行時虛擬機需要頻繁的從棧上讀取寫入數據，這個過程需要更多的指令分派與內存訪問次數，會耗費很多CPU時間。
Dalvik虛擬機基于寄存器架構，數據的訪問通過寄存器間直接傳遞，這樣的訪問方式比基于棧方式要快很多。
[java] view plain copy
print?
public class Hello {
public int foo(int a, int b) {
return (a + b) * (a - b);
}
public static void main(String[] args) {
Hello t = new Hello();
System.out.print(t.foo(5, 3));
}
}
以這段代碼中的foo方法為例，編譯成class文件后，反編譯class文件查看JAVA字節碼：
[plain] view plain copy
print?
Code:
0: iload_1
1: iload_2
2: iadd
3: iload_1
4: iload_2
5: isub
6: imul
7: ireturn
同樣代碼的foo方法，編譯生成dex文件后，查看Dalvik字節碼：
[plain] view plain copy
print?
0000: add-int v0, v3, v4
0002: sub-int v1, v3, v4
0004: mul-int/2addr v0, v1
0005: return v0
由以上字節碼對比，代碼指令減少了，執行速度當然也會更快。
下圖為兩種虛擬機分別執行自己的字節碼的過程對比。
3、什么是ART虛擬機，和JVM/DVM有什么不同？
首先了解JIT（Just In Time，即時編譯技術）和AOT(Ahead Of Time，預編譯技術)兩種編譯模式。
JIT以JVM為例，javac把程序源碼編譯成JAVA字節碼，JVM通過逐條解釋字節碼將其翻譯成對應的機器指令，逐條讀入，逐條解釋翻譯，執行速度必然比C/C++編譯后的可執行二進制字節碼程序慢，為了提高執行速度，就引入了JIT技術，JIT會在運行時分析應用程序的代碼，識別哪些方法可以歸類為熱方法，這些方法會被JIT編譯器編譯成對應的匯編代碼，然后存儲到代碼緩存中，以后調用這些方法時就不用解釋執行了，可以直接使用代碼緩存中已編譯好的匯編代碼。這能顯著提升應用程序的執行效率。（安卓Dalvik虛擬機在2.2中增加了JIT）
相對的AOT就是指C/C++這類語言，編譯器在編譯時直接將程序源碼編譯成目標機器碼，運行時直接運行機器碼。
Dalvik虛擬機執行的是dex字節碼，ART虛擬機執行的是本地機器碼
Dalvik執行的是dex字節碼，依靠JIT編譯器去解釋執行，運行時動態地將執行頻率很高的dex字節碼翻譯成本地機器碼，然后在執行，但是將dex字節碼翻譯成本地機器碼是發生在應用程序的運行過程中，并且應用程序每一次重新運行的時候，都要重新做這個翻譯工作，因此，及時采用了JIT，Dalvik虛擬機的總體性能還是不能與直接執行本地機器碼的ART虛擬機相比。
安卓運行時從Dalvik虛擬機替換成ART虛擬機，并不要求開發者重新將自己的應用直接編譯成目標機器碼，也就是說，應用程序仍然是一個包含dex字節碼的apk文件。所以在安裝應用的時候，dex中的字節碼將被編譯成本地機器碼，之后每次打開應用，執行的都是本地機器碼。移除了運行時的解釋執行，效率更高，啟動更快。（安卓在4.4中發布了ART運行時）
ART優點：
①系統性能顯著提升
②應用啟動更快、運行更快、體驗更流暢、觸感反饋更及時
③續航能力提升
④支持更低的硬件
ART缺點
①更大的存儲空間占用，可能增加10%-20%
②更長的應用安裝時間
總的來說ART就是“空間換時間”
