Java的實時性研究——基于提前解析.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。另外，Jav

2、a語言規(guī)范和Java虛擬機艦范討論線程調度的地方非常籠統(tǒng)，導致在不同虛擬機實現(xiàn)中線程調度特性表現(xiàn)不一致。針對傳統(tǒng)Java技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)范在內存管理、線程調度、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)。 論文主要的研究內容是如何用軟件的方式改進

3、傳統(tǒng)的Java虛擬機，使其克服遲解析對實時的不利影響。為了找到實時線程所屬的類型，論文提出了通過常量池檢查出實時相關類型的策略。通過這些被檢查出來的類型的權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)實時包書寫傳統(tǒng)的Java程序就可以支持實時任務，因為相關的處理都可以由Java虛擬機自動完成。 在找到這些需要提前處理的類型和

4、方法后，論文描述了如何對他們進行提前的處理。主要過程足進行提前裝載，連接和初始化相關類型和提前解析關鍵方法的字節(jié)碼，這樣實時線程在運行時就可以避免遲裝載和遲解析帶來的不利影響，虛擬機在運行程序時將獲得已經解析好的字節(jié)碼并且使用已經解析好的常量池入口。實驗的結果證明了提前處理實時相關類型和提前解析關鍵字節(jié)碼可以很好地改善程序運行的效率和可預測性。 最后，論文在關鍵的字節(jié)碼上實現(xiàn)了Inline-Threading調度技術，證明了在提