Java虛擬機異常機制及其實時性的研究與實現(xiàn).pdf

1、Java語言的面向對象、跨平臺、語言級并發(fā)支持、安全等特性不僅使它在互聯(lián)網(wǎng)領域得到廣泛應用，也引起了嵌入式領域研究人員的高度重視，Sun公司希望能將Java語言改造成實時系統(tǒng)開發(fā)的主流語言來提高開發(fā)效率及增加系統(tǒng)安全性。 傳統(tǒng)Java技術應用于實時系統(tǒng)的主要不足之處表現(xiàn)為：由于Java虛擬機是在運行中對引用到的類進行動態(tài)裝載、解析和連接，影響了系統(tǒng)的實時性。垃圾收集器(GC)的自動運行導致了任務執(zhí)行時間的不可預測性。Java語言

2、規(guī)范和Java虛擬機規(guī)范討論線程調(diào)度的地方非?；\統(tǒng)，導致在不同虛擬機實現(xiàn)中線程調(diào)度特性表現(xiàn)不一致。 在異常方面，由于Java虛擬機本身在異常表方面設計不合理，使得異常表的查詢時間中包含了很多次的進棧出棧操作，造成了每次查詢異常表的時間波動過大，不符合實時系統(tǒng)的要求。對于虛擬機的中斷機制來說，現(xiàn)有的interrupted中斷機制并不能完全解決已經(jīng)出現(xiàn)的問題。這就使得我們對Java虛擬機提出了更高的要求。 針對傳統(tǒng)Java技

3、術在實時方面的不足，Sun公司聯(lián)合IBM、Microware等公司制定了實時Java規(guī)范(RTSJ)，為實時Java平臺的實現(xiàn)提供了參考。實時Java規(guī)范在內(nèi)存管理、線程調(diào)度、異步事件處理、異步控制轉移等多個影響實時性的方面進行了擴展，使得Java能夠適用于實時系統(tǒng)。 論文主要的研究內(nèi)容是如何用軟件的方式改進傳統(tǒng)的Java虛擬機，使其克服異常拋出時間波動過大對實時的不利影響。 首先，詳細分析Java虛擬機的異常處理機制，

4、找出其影響實時性的不足之處。針對此不足，提出一種新的線性數(shù)據(jù)結構代替虛擬機嵌套在Java棧中的異常表，使其查詢異常表的時間基本隨著異常表的長度呈線性改變。通過對五種不同異常的測試，說明此數(shù)據(jù)結構的運用可以提高虛擬機的運行效率和實時性。 其次，由于RTSJ為了提高線程中的互相控制與限制，提出了ATC機制的概念，其間涉及到很多線程之間的信息的交互。為了在虛擬機中模擬出ATC機制的基本效果，提出了一個新的方法，在虛擬中的內(nèi)存中開辟一段