Android内核开发：为什么刷机后系统第一次启动会很慢？

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在做Android内核开发的过程中，我们会发现，每次编译完系统源码，烧录到设备/手机中后，第一次启动都会很慢很慢，要好几分钟甚至十几分钟，为什么会出现这样的现象呢？系统刷机后第一次启动与后面再次启动有什么不同呢？

要解答这个问题，首先我们需要了解一下Android Dalvik虚拟机，以及Dalvik-cache。

由于嵌入式设备内存有限、CPU处理器不够强大、功耗敏感等原因，Google没有使用标准的JVM虚拟机，而是为Android单独开发了Dalvik虚拟机。

Dalvik虚拟机与JVM虚拟机有很大不同，它运行的是经过优化和压缩的DEX字节码，与标准的JAR字节码并不一样，占用空间更小，而且还可以进一步优化，Android SDK中专门提供了dx工具把传统的Java字节码转换为Dalvik虚拟机可以运行的DEX字节码，这个转换过程是在程序编译的时候就完成了，这就是为什么我们可以用Java来编写能运行于Android Dalvik虚拟机的程序的原因了。关于这个过程，下面这张示意图比较直观：

为了便于传播，Android SDK将程序编译后的DEX字节码文件、资源文件、lib库、AndroidManifest.xml等文件一起打包压缩为apk文件（其实就是一个zip压缩文件），因此，apk的安装与卸载其实就是对这个zip压缩包里面的文件进行解压分析拷贝和优化的过程。

由于DEX字节码位于apk压缩包中，因此，如果程序启动的时候，每次都要从apk文件中解压提取DEX字节码，明显效率不高，因此，Android系统设计了如下策略：

（1）创建一个"dalvik-cache"文件夹，专门存放DEX字节码，具体位于/data/dalvik-cache

（2）系统第一次启动时，扫描所有的预装apk文件，提取程序的DEX字节码，经过优化后，存放到dalvik-cache目录中

（3）每次安装新的apk的时候，也同样提取DEX字节码，优化后放入dalvik-cache目录中

（4）用户点击应用图标后，直接从dalvik-cache目录中快速加载优化过的DEX字节码，这样程序就可以很快的启动了。

理解了上述原理，本文探讨的问题也就迎刃而解了，Android系统刷机后第一次启动时，需要扫描所有预装的apk文件，提取dex字节码，优化并且拷贝到/data/dalvik-cache缓存目录中，因此，第一次启动耗时会明显更高。

扩展阅读：《Dalvik Optimization and Verification With dexopt》

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