Java的實(shí)時(shí)性研究——基于提前解析.pdf

1、Java語言的面向?qū)ο?、跨平臺(tái)、語言級(jí)并發(fā)支持、安全等特性不僅使它在互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，也引起了嵌入式領(lǐng)域研究人員的高度重視，Sun公司希望能將Java語言改造成實(shí)時(shí)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(shù)應(yīng)用于實(shí)時(shí)系統(tǒng)的主要不足之處表現(xiàn)為：由于Java虛擬機(jī)是在運(yùn)行中對(duì)引用到的類進(jìn)行動(dòng)態(tài)裝載、解析和連接，影響了系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性。垃圾收集器(GC)的自動(dòng)運(yùn)行導(dǎo)致了任務(wù)執(zhí)行時(shí)間的不可預(yù)測(cè)性。另外，Jav

2、a語言規(guī)范和Java虛擬機(jī)艦范討論線程調(diào)度的地方非?；\統(tǒng)，導(dǎo)致在不同虛擬機(jī)實(shí)現(xiàn)中線程調(diào)度特性表現(xiàn)不一致。針對(duì)傳統(tǒng)Java技術(shù)在實(shí)時(shí)方面的不足，Sun公司聯(lián)合IBM、Microware等公司制定了實(shí)時(shí)Java規(guī)范(RTSJ)，為實(shí)時(shí)Java平臺(tái)的實(shí)現(xiàn)提供了參考。實(shí)時(shí)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(zhuǎn)移等多個(gè)影響實(shí)時(shí)性的方面進(jìn)行了擴(kuò)展，使得Java能夠適用于實(shí)時(shí)系統(tǒng)。 論文主要的研究內(nèi)容是如何用軟件的方式改進(jìn)

3、傳統(tǒng)的Java虛擬機(jī)，使其克服遲解析對(duì)實(shí)時(shí)的不利影響。為了找到實(shí)時(shí)線程所屬的類型，論文提出了通過常量池檢查出實(shí)時(shí)相關(guān)類型的策略。通過這些被檢查出來的類型的權(quán)限定名就可以找到這些類型和方法從而提前處理它們。該策略的最大的優(yōu)勢(shì)在于不需要改變Java編譯器，也不需要在RTSJ中添加其他的API，程序員只需要根據(jù)實(shí)時(shí)包書寫傳統(tǒng)的Java程序就可以支持實(shí)時(shí)任務(wù)，因?yàn)橄嚓P(guān)的處理都可以由Java虛擬機(jī)自動(dòng)完成。 在找到這些需要提前處理的類型和

4、方法后，論文描述了如何對(duì)他們進(jìn)行提前的處理。主要過程足進(jìn)行提前裝載，連接和初始化相關(guān)類型和提前解析關(guān)鍵方法的字節(jié)碼，這樣實(shí)時(shí)線程在運(yùn)行時(shí)就可以避免遲裝載和遲解析帶來的不利影響，虛擬機(jī)在運(yùn)行程序時(shí)將獲得已經(jīng)解析好的字節(jié)碼并且使用已經(jīng)解析好的常量池入口。實(shí)驗(yàn)的結(jié)果證明了提前處理實(shí)時(shí)相關(guān)類型和提前解析關(guān)鍵字節(jié)碼可以很好地改善程序運(yùn)行的效率和可預(yù)測(cè)性。 最后，論文在關(guān)鍵的字節(jié)碼上實(shí)現(xiàn)了Inline-Threading調(diào)度技術(shù)，證明了在提