Androidアプリはなぜ標準のJava APIとJVMを使わないのか？Dalvik仮想マシンの仕組みを解説

標準のJava APIとJava仮想マシン（JVM）は、主にデスクトップPCやサーバーシステム向けに設計されています。そのため、メモリやバッテリー容量が限られるモバイルデバイスとの相性は必ずしも良くありません。こうした背景から、Googleはモバイル環境向けに独自のAPIと仮想マシンを開発しました。それが「Dalvik仮想マシン（DVM）」です。

Dalvik仮想マシンはAndroidランタイムの中核を担うコンポーネントであり、Android向けに特別に開発されたJVM（Java Virtual Machine）の一部です。DVMは、メモリ管理やマルチスレッド処理といったJavaの重要な機能を活用しています。Javaで書かれたプログラムは、まずJVM向けのバイトコードにコンパイルされ、その後DVM用のバイトコードへと変換されます。

以下では、JVMとDVMそれぞれの仕組みについて詳しく解説します。

Java Virtual Machine（JVM）とは

Java Virtual Machine（JVM）は、Javaバイトコードを実行するためのランタイム環境を提供するアプリケーションです。バイトコードを機械語（ネイティブコード）に変換する役割を担っており、コードのロード、検証、実行、ランタイム環境の提供など、複数の処理を実行できます。

JVMの動作を示した図は以下の通りです。

Dalvik Virtual Machine（DVM）とは

Dalvik Virtual Machine（DVM）は、スマートフォンなどの低消費電力のハンドヘルドデバイス向けに最適化されたJVMの実装です。DVMは、バッテリー寿命、メモリ使用量、そして全体的なパフォーマンスの観点から、モバイルシステムを最適化するように設計されています。

Android向けのプログラムは、まずJavaで記述され、JVM用のバイトコードにコンパイルされます。その後、このバイトコードはDalvikバイトコードへと翻訳され、.dexファイルおよび.odexファイルとして保存されます。それぞれ「Dalvik実行可能ファイル」「最適化済みDalvik実行可能ファイル」と呼ばれるものです。

DVMの動作を示した図は以下の通りです。

補足：ART（Android Runtime）への移行

なお、Dalvik仮想マシンはAndroid 5.0（Lollipop）以降、後継となる「ART（Android Runtime）」に置き換えられました。ARTはAOT（Ahead-of-Time）コンパイル方式を採用しており、アプリの起動速度やバッテリー効率をさらに向上させています。ただし、.dex形式のバイトコードという基本的な考え方は引き継がれており、DVMで確立された設計思想は現在のAndroidにも受け継がれています。