Android系统中的.apk文件和dex文件

1.apk文件

APK是Android Package的缩写，即Android安装包。APK是类似Symbian Sis或Sisx的文件格式，PC上的安装文件的后缀名为“.exe”。通过将APK文件直接传到Android模拟器或Android手机中执行即可安装。

使用Android打包工具（aapt）将DEX文件，资源文件以及AndroidManifest.xml文件（二进制格式）组合成一个应用程序包（APK）。APK文件其实是zip格式，但后缀名被修改为apk，通过UnZip解压后，可以看到Dex文件，Dex是Dalvik VM executes的全称，即Android Dalvik执行程序，并非Java ME的字节码而是Dalvik字节码。

一个APK文件结构为：
META-INF\   Jar文件中常可以看到
res\ 存放资源文件的目录
AndroidManifest.xml  程序全局配置文件
classes.dex Dalvik字节码
resources.arsc 编译后的二进制资源文件

总结下我们发现Android在运行一个程序时首先需要UnZip，然后类似Symbian那样直接，和Windows Mobile中的PE文件有区别，这样做对于程序的保密性和可靠性不是很高，通过dexdump命令可以反编译，但这样做符合发展规律，微软的 Windows Gadgets或者说WPF也采用了这种构架方式。

在Android平台中dalvik vm的执行文件被打包为apk格式，最终运行时加载器会解压然后获取编译后的androidmanifest.xml文件中的permission分支相 关的安全访问，但仍然存在很多安全限制，如果你将apk文件传到/system/app文件夹下会发现执行是不受限制的。最终我们平时安装的文件可能不是 这个文件夹，而在android rom中系统的apk文件默认会放入这个文件夹，它们拥有着root权限。

2.dex文件

Dex是Dalvik VM executes的全称，即Android Dalvik执行程序，并非Java ME的字节码而是Dalvik字节码。Google 在新发布的Android 平台上使用了自己的Dalvik 虚拟机来定义，这种虚拟机执行的并非Java 字节码，而是另一种字节码：dex 格式的字节码。在编译Java 代码之后，通过Android 平台上的工具可以将Java 字节码转换成Dex 字节码。虽然Google 称Dalvik 是为了移动设备定做的，但是业界很多人认为这是为了规避向sun 申请Javalicense。这个DalvikVM 针对手机程序程式/CPU 做过最佳化，可以同时执行许多VM 而不会占用太多Resource。

对于Android DEX文件进行优化，需要注意的一点是DEX文件的结构是紧凑的，但是我们还是要想方设法的进行提高程序的运行速度，我们就仍然需要对DEX文件进行进一步优化。

调整所有字段的字节序（LITTLE_ENDIAN）和对齐结构中的没一个域 验证DEX文件中的所有类 对一些特定的类进行优化，对方法里的操作码进行优化 。优化后的文件大小会有所增加，应该是原Android DEX文件的1-4倍。 优化发生的时机有两个：对于预置应用，可以在系统编译后，生成优化文件，以ODEX结尾。

这样在发布时除APK文件（不包含DEX）以外，还有一个相应的Android DEX文件；对于非预置应用，包含在APK文件里的DEX文件会在运行时被优化，优化后的文件将被保存在缓存中


每一个Android应用都运行在一个Dalvik虚拟机实例里，而每一个虚拟机实例都是一个独立的进程空间。虚拟机的线程机制，内存分配和管理，Mutex等等都是依赖底层操作系统而实现的。

所有Android应用的线程都对应一个Linux线程，虚拟机因而可以更多的依赖操作系统的线程调度和管理机制。
不同的应用在不同的进程空间里运行，加之对不同来源的应用都使用不同的Linux用户来运行，可以最大程度的保护应用的安全和独立运行。

Zygote是一个虚拟机进程，同时也是一个虚拟机实例的孵化器，每当系统要求执行一个 Android应用程序，Zygote就会FORK出一个子进程来执行该应用程序。这样做的好处显而易见：Zygote进程是在系统启动时产生的，它会完 成虚拟机的初始化，库的加载，预置类库的加载和初始化等等操作，而在系统需要一个新的虚拟机实例时。

Zygote通过复制自身，最快速的提供个系统。另外，对于一些只读的系统库，所有虚拟机实例都和Zygote共享一块内存区域，大大节省了内存开 销。Android应用开发和Dalvik虚拟机Android应用所使用的编程语言是Java语言，和Java SE一样，编译时使用Sun JDK将Java源程序编程成标准的Java字节码文件（.class文件）。

而后通过工具软件DX把所有的字节码文件转成Android DEX文件（classes.dex）。最后使用Android打包工具（aapt）将DEX文件，资源文件以及AndroidManifest.xml文件（二进制格式）组合成一个应用程序包（APK）。应用程序包可以被发布到手机上运行。