安全和隔离机制——为什么每个Android应用都在独立的Dalvik虚拟机进程中运行
在讨论Android应用安全性和进程管理时，“每个应用程序在独立的Dalvik虚拟机（VM）进程中的运行”是一个重要的概念。本文将详细探讨为什么要采取此措施，以及这一方法背后的逻辑。
1. 进程隔离和用户权限
在Linux操作系统中，每个进程都归属于单个用户ID（UID）。因此，在Android系统中，应用程序被设计为每安装一个应用就会分配一个独特的UID，并且这个UID会被该应用独占。这意味着一个恶意的应用程序无法访问、操作或干扰另一个不同UID下的应用程序的数据和代码，从而形成了天然的隔离层。
- 每个应用运行在沙盒内：沙盒技术允许每个应用运行在自己的环境中，不会影响其它应用。这是Android操作系统的一种安全特性，可以有效防止恶意代码破坏系统的稳定性和安全性。
markdown
<p>每一个Dalvik虚拟机进程都是在一个特定用户ID的保护下单独运行。安装每一个应用程序都会分配并指定唯一的用户标识符（UID），这一标识只归属于这个使用该应用的单一进程，这样就避免了不同应用之间的混淆和干扰。
2. 进程管理和安全隔离
虽然Dalvik虚拟机本身并不被视为一个绝对的安全边界，但其运行在不同的Linux进程中却是系统中的关键。这种多进程架构为Android应用之间提供了必要的隔离保证。
- 内核提供更强的隔离保障：实际上，是Linux内核而不是Dalvik VM自身为不同进程间提供了一定程度上的安全边界。如果所有应用都共享同一个虚拟机环境，则任何潜在漏洞或错误都可能影响到整套系统。反之，通过多个独立的虚拟机执行上下文（实例），每个应用程序都有了相对独立的操作空间。
markdown
<p>虽然Dalvik VM不应被视为一个严格的安全边界，但它运行在不同的Linux进程中则有助于提供必要的隔离保护。这得益于内核提供的机制，并非虚拟机本身承担所有的安全职责；虚拟机内部的任何潜在错误都可能会扩散至整个系统。
3. 负载和性能考量
此外，在实际操作中还考虑到了多dalvik进程对设备整体资源的压力较小的特点。
- 轻量级特性：由于采用
fork()操作创建新进程（支持写时复制技术），因此创建这些虚拟机的开销其实是非常小的。多个应用程序共享大部分内存结构，以减少内存消耗。
markdown
<p>因为对于Dalvik VM实例来说其大多数区域实际上都是共享的，这就使得每个新的应用启动时并不需要额外大量的内存资源，主要是通过COW（Copy-on-Write）策略在写入数据到公共缓冲区之前并不会真正分配额外空间。
通过上述分析可以看出，尽管不同进程中的Dalvik虚拟机并没有直接充当安全边界的角色，但它们确实构成了Android系统防护机制的一个重要组成部分。通过这种方式，不仅可以实现更高效的资源管理还能为应用提供必要的隔离效果以增强整体系统的稳定性和安全性。
结合这些观点来看，在开发或维护含有大量逻辑复杂度的应用程序时理解这一设计原则会很有帮助。它不仅有助于减少潜在的安全风险还能够提升开发者对于Android平台架构的理解。