本文選題：嵌入式系統(tǒng)　切入點(diǎn)：虛擬機(jī)　出處：《寧波大學(xué)》2012年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展，嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用已經(jīng)深入到人們生活的方方面面，而種類繁多的微處理器極大地降低了嵌入式軟件的通用性，造成了許多嵌入式應(yīng)用的重復(fù)開發(fā)。為了使應(yīng)用程序在嵌入式系統(tǒng)之間具有高度的可移植性，Java虛擬機(jī)技術(shù)被廣泛采用。 由于Java自身的一些特征導(dǎo)致其存在效率低、內(nèi)存占用等缺陷，因此，提高Java虛擬機(jī)性能已成為一大研究熱點(diǎn)。目前對(duì)Java虛擬機(jī)的優(yōu)化工作主要是針對(duì)桌面計(jì)算機(jī)，而很多優(yōu)秀的虛擬機(jī)優(yōu)化技術(shù)在硬件資源受限的嵌入式平臺(tái)上不適用，導(dǎo)致嵌入式Java虛擬機(jī)優(yōu)化相對(duì)滯后。本文以KVM為基礎(chǔ)，對(duì)嵌入式Java虛擬機(jī)的類裝載器、垃圾收集和執(zhí)行引擎進(jìn)行研究，并提出了一些改進(jìn)虛擬機(jī)性能的方案。主要研究工作包括以下內(nèi)容： 首先，，深入研究了嵌入式Java虛擬機(jī)運(yùn)行環(huán)境及其體系結(jié)構(gòu)，主要包括運(yùn)行時(shí)數(shù)據(jù)區(qū)、本地方法接口、類裝載子系統(tǒng)、垃圾收集器以及執(zhí)行引擎，著重研究了類裝載、垃圾收集和執(zhí)行引擎的實(shí)現(xiàn)原理。 其次，深入分析了嵌入式Java虛擬機(jī)性能優(yōu)化的技術(shù)瓶頸，并提出了對(duì)其多個(gè)模塊的改進(jìn)算法。在類名存儲(chǔ)方式上，提出了包名分離的存儲(chǔ)方法，有效消除了類名存儲(chǔ)產(chǎn)生的冗余信息，降低了常量池的內(nèi)存占用；在內(nèi)存管理方面，提出了一種動(dòng)態(tài)分代垃圾收集算法，該算法對(duì)新生代和舊生代存儲(chǔ)區(qū)域進(jìn)行動(dòng)態(tài)劃分，提高了內(nèi)存的使用效率；在執(zhí)行引擎方面，提出一種基于自適應(yīng)編譯技術(shù)的執(zhí)行引擎優(yōu)化方案，該方案將Java指令劃分為上下文相關(guān)和上下文無關(guān)兩種，提高了編譯速度，并采用簡(jiǎn)化的熱點(diǎn)監(jiān)視器，有效提高了嵌入式Java虛擬機(jī)的性能。 最后，將優(yōu)化后的Java虛擬機(jī)移植到開發(fā)板，并驗(yàn)證了上述優(yōu)化算法能提高Java虛擬機(jī)的性能。
[Abstract]:With the rapid development of electronic technology, the application of embedded system has penetrated into all aspects of people's lives, and many kinds of microprocessor greatly reduces the versatility of embedded software, resulting in duplication of development of many embedded applications. In order to make the application's portability in embedded system, Java virtual machine technology is widely used.
Due to some characteristics of Java itself due to its low efficiency, memory usage and other defects, therefore, improve the performance of Java virtual machine has become a major research focus. The optimization of the Java virtual machine is mainly for desktop computers, and many excellent virtual machine optimization of embedded platform technology in the limited hardware resource is not applicable in embedded Java virtual machine optimization is relatively backward. Based on KVM, the embedded Java virtual machine class loader, garbage collection and execution engine research, and puts forward some suggestions on the performance of virtual machines in the case. The main work is as follows:
Firstly, the embedded Java virtual machine running environment and its architecture are deeply studied, mainly including runtime data area, local method interface, class loading subsystem, garbage collector and execution engine. The implementation principle of class loading, garbage collection and execution engine is emphatically studied.
Secondly, in-depth analysis of the technical bottleneck of embedded Java virtual machine to optimize the performance of the improved algorithm is proposed for the multiple modules. In class storage mode, put forward the storage method of package name separation, effectively eliminate the redundant information storage class generated, reducing the memory footprint of the constant pool in memory management; and put forward a dynamic generational garbage collection algorithm, the algorithm of dynamic division of the new generation and the old generation storage area, improve memory efficiency; in the execution engine, presents an execution engine optimization scheme based on adaptive compiler technology, the program will be divided into Java instruction context and context free two, improve the compilation speed, and the use of simplified hot spot monitor, can effectively improve the performance of embedded Java virtual machine.
Finally, the optimized Java virtual machine is transplanted to the development board, and it is verified that the optimization algorithm can improve the performance of the Java virtual machine.

【學(xué)位授予單位】：寧波大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號(hào)】：TP368.1;TP302

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1622799