Dalvik là một trong những yếu tố cốt lõi của hệ điều hành Android giai đoạn đầu, chịu trách nhiệm chạy các ứng dụng được viết bằng Java trên các thiết bị Android. Nó là máy ảo được thiết kế riêng cho Android để tối ưu hóa hiệu suất và tiết kiệm tài nguyên phần cứng. Đối với những ai phát triển ứng dụng Android, hiểu rõ về Dalvik giúp nâng cao hiệu quả tối ưu hóa mã và hiệu suất của ứng dụng.
Dalvik là một máy ảo (Virtual Machine) được tạo ra để chạy các ứng dụng Android. Trước khi được thay thế bởi Android Runtime (ART) trong phiên bản Android 5.0 (Lollipop), Dalvik đóng vai trò là công nghệ chính để chạy các ứng dụng trên Android.
Do Android được xây dựng để hoạt động trên nhiều loại thiết bị có cấu hình phần cứng khác nhau, việc sử dụng Dalvik giúp ứng dụng viết bằng Java có thể chạy trên mọi thiết bị Android mà không cần phụ thuộc vào kiến trúc phần cứng cụ thể. Dalvik đảm bảo rằng mã bytecode của ứng dụng được chuyển thành mã máy thích hợp với từng loại thiết bị.
Dalvik hoạt động theo một chuỗi bước từ khi mã nguồn Java được viết cho đến khi nó được chạy trên thiết bị Android. Các bước này gồm:
Khi lập trình viên viết mã Java và biên dịch chúng, mã nguồn được chuyển đổi thành các file bytecode .class. Mỗi class trong Java sẽ tương ứng với một file .class chứa bytecode mà JVM hoặc Dalvik có thể hiểu.
public class HelloWorld {
public static void main(String[] args) {
System.out.println("Hello, world!");
}
}Sau khi có bytecode, quá trình chuyển đổi từ file .class sang định dạng Dalvik Executable (.dex) được thực hiện nhờ công cụ dx. File .dex chứa bytecode được tối ưu hóa cho máy ảo Dalvik và được thiết kế để giảm tải bộ nhớ, giúp các thiết bị có tài nguyên hạn chế hoạt động hiệu quả hơn.
dx --dex --output=classes.dex classes/Khi đã có file .dex, Dalvik sẽ chịu trách nhiệm thực thi các lệnh trong đó trên thiết bị. Dalvik sử dụng kiến trúc register-based thay vì stack-based như JVM, điều này giúp giảm số lượng lệnh cần thực thi và tăng tốc độ xử lý.
Dalvik được tối ưu hóa để sử dụng bộ nhớ hiệu quả. Các file .dex được thiết kế để lưu trữ nhiều class trong một file duy nhất, giúp giảm dung lượng và tối ưu bộ nhớ RAM trên các thiết bị Android.
Máy ảo Dalvik hỗ trợ đa nhiệm, cho phép nhiều ứng dụng chạy cùng lúc mà không làm giảm hiệu suất tổng thể. Điều này đặc biệt quan trọng trong môi trường di động, nơi tài nguyên bị giới hạn.
Dalvik sử dụng Just-In-Time Compilation (JIT) để biên dịch mã bytecode thành mã máy chỉ khi cần thiết. Việc này giúp giảm tải ban đầu khi ứng dụng khởi động và tối ưu hóa hiệu suất trong quá trình sử dụng.
Trong phiên bản Android 5.0 (Lollipop), Dalvik chính thức được thay thế bởi Android Runtime (ART). ART sử dụng kỹ thuật biên dịch Ahead-of-Time (AOT), biên dịch toàn bộ mã bytecode thành mã máy ngay khi cài đặt ứng dụng thay vì trong thời gian chạy như Dalvik.
Tuy nhiên, Dalvik vẫn đóng vai trò quan trọng trong lịch sử phát triển Android và các nguyên lý của nó vẫn ảnh hưởng lớn đến ART, giúp ART kế thừa những ưu điểm trong việc tối ưu hóa tài nguyên.
Dalvik đã tạo ra nền tảng cho sự phát triển mạnh mẽ của Android từ những ngày đầu tiên. Việc hiểu Dalvik giúp các nhà phát triển tối ưu ứng dụng tốt hơn và hiểu sâu hơn về cách mà Android xử lý và thực thi mã nguồn. Dù đã được thay thế bởi ART, vai trò của Dalvik trong lịch sử Android là không thể phủ nhận, và nhiều nguyên lý hoạt động của Dalvik vẫn tồn tại trong môi trường phát triển Android hiện đại.
