實(shí)時Java平臺的研究——一種面向?qū)崟rJava平臺的類裝載器的設(shè)計.pdf

1、嵌入式系統(tǒng)可以以最高效的方式執(zhí)行一些專門的任務(wù)，因此它在人類生活的各個方面都得到了應(yīng)用。絕大多數(shù)嵌入式系統(tǒng)對時間控制的要求很高，因此嵌入式系統(tǒng)也被認(rèn)為是實(shí)時系統(tǒng)，這種系統(tǒng)要求在限定的時間里對某一事件做出反應(yīng)并完成處理。 Java是一門面向?qū)ο蟮恼Z言，在很多軟件開發(fā)領(lǐng)域里它都得到了廣泛的應(yīng)用。Java的一些優(yōu)點(diǎn)，比如跨平臺、自動內(nèi)存管理以及指針?biāo)惴ǖ娜∠麑τ谇度胧綄?shí)時系統(tǒng)的開發(fā)者來說很具有吸引力。然而，由于Java的類動態(tài)裝載和垃

2、圾收集技術(shù)導(dǎo)致了任務(wù)執(zhí)行時間的不可預(yù)測性，以及嵌入式系統(tǒng)對各方面資源的苛刻限制，Java很少被用于嵌入式實(shí)時系統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域。針對傳統(tǒng)Java技術(shù)在嵌入式實(shí)時系統(tǒng)開發(fā)方面的不足，一些新的Java語言規(guī)范被推出。其中，Sun公司聯(lián)合IBM、Microware等公司制定的實(shí)時Java規(guī)范(RTSJ)為實(shí)時Java平臺的實(shí)現(xiàn)提供了參考。實(shí)時Java規(guī)范對Java進(jìn)行實(shí)時性擴(kuò)展的幾個地方包括調(diào)度、內(nèi)存管理、線程、同步、計時、時鐘和異步事件處理。隨著

3、實(shí)時Java規(guī)范的推出，如何實(shí)現(xiàn)適用于嵌入式系統(tǒng)的高效實(shí)時Java平臺就成為了研究熱點(diǎn)。 論文的主要研究內(nèi)容是如何改進(jìn)傳統(tǒng)的類裝載器，使其消除動態(tài)類裝載對實(shí)時性能的不利影響。本文設(shè)計的類裝載器采用了提前裝載、早解析的方式，它可以在應(yīng)用程序被執(zhí)行前就裝載完所有涉及到的類，所有非實(shí)時的操作，如類的裝載、解析和連接、字節(jié)碼的優(yōu)化、空間分配都在程序運(yùn)行前得到處理，最后由類裝載器生成的內(nèi)存映像文件可以被Java處理器執(zhí)行。Java處理器在

4、執(zhí)行應(yīng)用程序過程中不再進(jìn)行裝載。 為了降低Java處理器硬件實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜度，提高Java處理器的執(zhí)行效率，論文還對Java字節(jié)碼中的一些復(fù)雜指令進(jìn)行了簡化。簡化后的指令在操作碼字段上與原來的相同，只是對操作數(shù)進(jìn)行替換。由于進(jìn)行了早解析，原先操作數(shù)中保存的間接引用都可以被替換成直接引用。Java處理器在執(zhí)行簡化后的指令時，可以直接得到所需要的信息，從而避免了運(yùn)行時常量池解析。 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明本文設(shè)計的類裝載器可以提前裝載應(yīng)用程