¿Cómo puedo detectar el tiempo de ejecución de Android (Dalvik o ART)?

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Al menos, ya en junio de 2014 Google ha publicado una documentación oficial sobre cómo verificar correctamente el tiempo de ejecución actual en uso :

Puede verificar qué tiempo de ejecución está en uso llamando al Sistema.getProperty ("java.vm.versión"). Si el ARTE está en uso, el valor de la propiedad es "2.0.0" o superior.

Con eso, ahora no hay necesidad de ir a través de la reflexión y simplemente comprobar la propiedad del sistema correspondiente:

private boolean getIsArtInUse() {
    final String vmVersion = System.getProperty("java.vm.version");
    return vmVersion != null && vmVersion.startsWith("2");
}

Uno forma posible es leer el respectivo SystemProperty a través de la reflexión.

Muestra:

package com.example.getcurrentruntimevalue;

import android.app.Activity;
import android.os.Bundle;
import android.widget.TextView;

import java.lang.reflect.InvocationTargetException;
import java.lang.reflect.Method;

public class MainActivity extends Activity {
    private static final String SELECT_RUNTIME_PROPERTY = "persist.sys.dalvik.vm.lib";
    private static final String LIB_DALVIK = "libdvm.so";
    private static final String LIB_ART = "libart.so";
    private static final String LIB_ART_D = "libartd.so";

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);

        TextView tv = (TextView)findViewById(R.id.current_runtime_value);
        tv.setText(getCurrentRuntimeValue());
    }

    private CharSequence getCurrentRuntimeValue() {
        try {
            Class<?> systemProperties = Class.forName("android.os.SystemProperties");
            try {
                Method get = systemProperties.getMethod("get",
                   String.class, String.class);
                if (get == null) {
                    return "WTF?!";
                }
                try {
                    final String value = (String)get.invoke(
                        systemProperties, SELECT_RUNTIME_PROPERTY,
                        /* Assuming default is */"Dalvik");
                    if (LIB_DALVIK.equals(value)) {
                        return "Dalvik";
                    } else if (LIB_ART.equals(value)) {
                        return "ART";
                    } else if (LIB_ART_D.equals(value)) {
                        return "ART debug build";
                    }

                    return value;
                } catch (IllegalAccessException e) {
                    return "IllegalAccessException";
                } catch (IllegalArgumentException e) {
                    return "IllegalArgumentException";
                } catch (InvocationTargetException e) {
                    return "InvocationTargetException";
                }
            } catch (NoSuchMethodException e) {
                return "SystemProperties.get(String key, String def) method is not found";
            }
        } catch (ClassNotFoundException e) {
            return "SystemProperties class is not found";
        }
    }
}

Espero que esto ayude.