Android內核開發：為什么刷機后系統第一次啟動會很慢？

在做Android內核開發的過程中，我們會發現，每次編譯完系統源碼，燒錄到設備/手機中后，第一次啟動都會很慢很慢，要好幾分鐘甚至十幾分鐘，為什么會出現這樣的現象呢？系統刷機后第一次啟動與后面再次啟動有什么不同呢？

要解答這個問題，首先我們需要了解一下Android Dalvik虛擬機，以及Dalvik-cache。

由于嵌入式設備內存有限、CPU處理器不夠強大、功耗敏感等原因，Google沒有使用標準的JVM虛擬機，而是為Android單獨開發了Dalvik虛擬機。

Dalvik虛擬機與JVM虛擬機有很大不同，它運行的是經過優化和壓縮的DEX字節碼，與標準的JAR字節碼并不一樣，占用空間更小，而且還可以進一步優化，Android SDK中專門提供了dx工具把傳統的Java字節碼轉換為Dalvik虛擬機可以運行的DEX字節碼，這個轉換過程是在程序編譯的時候就完成了，這就是為什么我們可以用Java來編寫能運行于Android Dalvik虛擬機的程序的原因了。關于這個過程，下面這張示意圖比較直觀：

為了便于傳播，Android SDK將程序編譯后的DEX字節碼文件、資源文件、lib庫、AndroidManifest.xml等文件一起打包壓縮為apk文件（其實就是一個zip壓縮文件），因此，apk的安裝與卸載其實就是對這個zip壓縮包里面的文件進行解壓分析拷貝和優化的過程。

由于DEX字節碼位于apk壓縮包中，因此，如果程序啟動的時候，每次都要從apk文件中解壓提取DEX字節碼，明顯效率不高，因此，Android系統設計了如下策略：

（1） 創建一個"dalvik-cache"文件夾，專門存放DEX字節碼，具體位于/data/dalvik-cache

（2） 系統第一次啟動時，掃描所有的預裝apk文件，提取程序的DEX字節碼，經過優化后，存放到dalvik-cache目錄中

（3） 每次安裝新的apk的時候，也同樣提取DEX字節碼，優化后放入dalvik-cache目錄中

（4） 用戶點擊應用圖標后，直接從dalvik-cache目錄中快速加載優化過的DEX字節碼，這樣程序就可以很快的啟動了。

理解了上述原理，本文探討的問題也就迎刃而解了，Android系統刷機后第一次啟動時，需要掃描所有預裝的apk文件，提取dex字節碼，優化并且拷貝到/data/dalvik-cache緩存目錄中，因此，第一次啟動耗時會明顯更高。

擴展閱讀： 《Dalvik Optimization and Verification With dexopt》

關于Android系統刷機后第一次啟動的特點就簡單介紹到這里了，有任何疑問或者建議歡迎留言或者來信lujun.hust@gmail.com交流，或者關注我的新浪微博 @盧_俊 獲取最新的文章和資訊。