Android = Java?
最近整个Java阵营都陷于一场讨论Oracle和Google之间关于Android平台的专利诉讼官司的混战中。我已经在很多地方都发表过我的观点，但这确实是个重大的话题，需要在所有地方反复重申这个观点…所以，这篇文章就是要再次的完全的揭露事实真相。
第八大千禧年问题： Android = Java?
前几天，有研究者宣称找到了P != NP的证据，这在编程界引起了不小的兴趣——至少为此狂热了好几天，直到开始有评论家指出证据中有很多的缺陷。我在做计算机科学系学生时研究过这个题目，但说实话，我的高等数学的水平还达不到看懂这些证据的水平（P = NP? 是克雷数学研究所提出的七个千禧年数学问题中的一个。）所以，还是让我们来讨论一个稍微简单点的问题：Android是否相当于Java？请注意，我并没有说相等，我说的是相当，就像P = NP里的那样。
相当的类/字节码格式
在很多层面上，Android和Java都有明显的相当。Android应用程序是用Java(TM)语言写成的，使用JDK的javac(或等效工具，例如ECJ)来编译。这个过程产生标准的Java字节码（.class文件）。这些文件再转化成Android的.dex文件，从使用的角度来看，它就是一种不同格式的Java class文件。不错，这是一种更优秀的格式；对Sun自从1994年以来的设计有了很大的改进。但就如你可以把一个GIF格式的图片转换成更高级的完美的完全等效的PNG格式，尽管它们的字节流完全的不同。
等效的文件格式在细节的实现上非常的不同，主要是为了优化。就好比，如果我们简单的满足于低效率的视频数据流，没有采用高端的、跨不同框架的压缩技术，那我们就可以避免跟MPEGLA视频解码专利做斗争的麻烦了。
Android特异的classfile设计有好几种动机；而为了避免和Sun的知识产权保护冲突显然是一个主要的因素。不管怎样，Google并没有走的离Java足够远。两种文件格式非常的类似。它们在特定的底层数据结构上有区别，但这些结构体在语法上一致的，存储完全相同的信息。我相信在JavaSE或JavaME VM里可以轻易的在它们的系统classloader里添加一个.dex分析器来加载”Android classes”。
Android SDK 依赖于.java -> .class -> .dex转换的事实情况既微不足道也毫无损失。“毫无损失”的事实很重要：当GIF = PNG 时，跟受损的JPG文件就不等了——它解码不出完全相同的信息。如果JVM和Dalvik都各自独立，你很难写出一个相对简单的工具将一种编译过的代码转换成另一种——而且不做任何妥协：不丢失信息，不使用冗余来补偿某种特征在一种VM中是first-class而在另一种中却不是的情况，不需要额外的runtime层上在一种VM中实现另一种VM的核心API。
(我知道dx转换器有多么的复杂。我看过它的源代码。那个字节码转换器是一个巨大的，全功能的反编译/重编译器，通过SSA构造完成。但是这个转换器在概念上仍然是无足轻重的；从Java字节码到Dalvik字节码的映射在设计上是很平滑的。堆栈相对于寄存器架构中细节上进行了优化；而重要的东西，例如VM层的类型系统是完全一致的。)
VM相当
这Dalvik和JVM的相当也是很容易看清楚的。并不只是源代码或字节码格式上的问题：它们的runtime对等物上也一样。一但一个”Android class”被加载到Dalvik VM里，它就会像Java class一样运行，像Java class一样工作。 如果你懂得Java编程(深入到高级的，底层的细节)，你也就懂得Android编程。你只需要学一些新的API和框架概念。他们是对等的系统。
是否记得微软的.NET? 当.NET刚出世时，Java阵营迅速的反击指责.NET是对Java的剽窃。我也是其中的一份子，但今天我看问题更清楚了。是的，它过去是个严重的剽窃产品；C# 1.0 就是一个…区分一种语言和另一种语言最简单的方法就是看它们的惯用风格——例如toString() 相对于 ToString()。但在最重要的VM规范里，微软做了很大的功课。它的CLR,CLI和核心框架，都非常的不同于Java，所以我们不能说JVM=CLR这个等式。你不可能使用一个简单的文件格式转换工具把你编译好的Java class转换成能在.NET runtime上运行的代码。
要证据吗？你只需看一看IKVM就知道了。这是一个非常有趣的项目，它能够使Java和.NET跨平台兼容，于是，你的Java代码可以在不做修改的情况下在CLR（或者是等效的.NET runtime，比如Mono)上运行…但IKVM并不是一个简单的、类dx的文件格式转换器。对Javaclass的转化、对Java核心API的适配，都是十分的复杂，即使对一个简单的HelloWorld程序也是这样。
各个平台的内部机制，如反射，安全，并行，异常处理，字节码验证，I/O以及其它核心API，特征上大致相同，但是在细节上完全不同，一些死胡同的情况会迫使IKVM不得不钻越一个又一个的火圈来让Java代码运行到了.NET VM上。它需要依赖于一个巨大的额外的runtime层，来适配从OpenJDK源代码里来的完整JavaSEAPI。我大致的关注IKVM的开发已经有数年了——我阅读这精彩的IKVM 博客 –所以我完全清楚他们为了让Java程序和JavaSE应用适配到.NET上所做的巨大的努力。(这项工作仍然没有完工；而且很多部分都需要以丧失某些性能为代价。)
(老的Visual J++,Visual J#也不是一个简单的Java-to-.NET 转换器。我不想讨论它，但我们完全可以说Visual J#对Java的兼容并不比最早期的IKVM强多少。)
我把P =NP引进来了讨论；有些人把图灵等效(Turing-equivalence)理论引进来，说任何图灵完备的平台/语言/VM都是相互等价的。这也没错，但与本论题无关。图灵模型这种方式太泛化了；使用这种表面价值来考量会把更个软件专利系统摧毁(尽管这不是个坏事！)。我们需要在地上为JVM等效画条线，一条更接近实用需求而远离图灵等效的线。按我的观点，这微不足道的二进制格式转换，穷尽的高层源代码和runtime的兼容，使Android明显的处于Java等效的这条线内。
APIs 和 Runtime 相当
Android使用了一个相当大的JavaSE APIs子集。这些APIs(来自于Harmony项目)都是全新的实现，但它们是以JavaSE为模子。如果不是因为TCK许可证问题，Harmony完全可以取得JavaSE认证。但这并没有改变这样的一个事实：Harmony和JavaSE APIs是 完全的等效的——这是特意的，不是偶然的。就像Charles Nutter——有名的JRuby人物——最近写道:
Android支持一个不完整的（但相当大的）Java 1.5 类库子集。这个子集大到一个复杂的JRuby项目几乎不经任何修改就能在Android上运行，很少有限制情况。
看起来Dalvik对JVM是如此的接近，它不得不完全兼容大部分的JVM规范，包括完全详细的JMM (就像Android支持Java风格的线程和并发，已经深入到了高级的java.util.concurrent包里了)。可为什么有如此多的”Dalvik是个新VM“或”Dalvik不能运行Java类“的说法呢(90%的讨论这场诉讼的论坛和博客都持这种观点)。
最后的思考
这篇博客并不是关于Oracle和Google诉讼官司的法律依据的。我将会忽略（我会删除掉）那些跑题的评论（跟Android = Java不相关的话）。我只是讨厌那些”Android跟Java完全没关系“的胡说八道;Google和Android的拥护者必须要找一个更有意义的论据。
(我将拭目以待这场官司的进展，带着我所有的预见，直到所有细节和最终结果都出来。除非你有内部消息（我没有），不要太天真。 保持冷静。我们并不知道Oracle的——或 Google的——真正的全部动机和计划。我们并不知道这荧幕背后的故事，自从2007年Google首次宣告Android的诞生(这导致了JavaME生态环境的崩溃)，Sun就痛恨不已，但最后还是不得不夹着尾巴行事。我不相信任何一个有10亿美金的股东控股公司会有利他主义的动机：Google不会，Oracle不会，即使我喜爱的老的Sun公司也不会。我们等着看吧。)
我不相信Google没有能力创造出一种既不背离Java太远，又以Java风格为基础的平台（就像.NET做的那样）。Dalvik，以及Android框架，它们可能是在权衡了与大量的现有的Java程序，类库，Java天才，和Java工具链高度兼容的愿望的最后结果。微软在一咬牙一跺脚后放弃了现成移植Java带来的好处，创造了全新的.NET。Google没有这样做。
这个Android =Java等式显然并不是包括所有的东西（不是一一对应的）。每种平台都有自己一些独特的API，当然，Android是一个完整的操作系统，包括一个Linux-based的内核，图形系统和电信堆栈，等等。
很显然，我只是谈论其中最常用的部分：Java为中心的用户使用区/依赖于Java源代码、Java classes（切不管什么格式）、Java APIs（包括成千上万的常用JavaSEAPIs)和出色的类Java的虚拟机的应用框架。对于Android和其它的Java平台之间的关系有个准确的说法，就是使用版本的概念。我曾记得有个博客说过这样的话”Android里没有’J’“。那么，我现在说也不晚：我建议把Android改名为Java GE（Java Google Edition）。这样一来就再也不会导致混淆了。
作者：Osvaldo Doederlein
[英文出处]：Android = Java
