基于紧耦合加速器的高性能Java压缩系统

Java无损压缩应用广泛,尽管软件算法在不断改进,但仍然存在压缩速度慢、耗时严重等问题。本文使用领域前沿的紧耦合框架集成压缩加速器的处理器平台,设计了一个高性能Java压缩系统,在Java虚拟机(JVM)内部实现了对紧耦合无损压缩加速器的封装,并为其提供了轻量级运行时环境。本系统可以有效减少通信开销、避免数据拷贝问题,具有易编程、快速压缩的特点,充分发挥加速器给Java压缩带来的性能优势。实验结果表明,此系统大幅提升了Java压缩性能,压缩速度达到主流Java Gzip软件压缩的63倍,最高可达247倍,且在大数据集下性能提升更显著。

基于程序约束的细粒度JVM测试程序约简方法

为了对Java虚拟机(JVM)进行测试,开发人员通常需要手工设计或利用测试生成工具生成复杂的测试程序,从而检测JVM中潜在的缺陷.然而,复杂的测试程序给开发人员定位及修复缺陷带来了极高的成本.测试程序约简技术旨在保障测试程序缺陷检测能力的同时,尽可能地删减测试程序中与缺陷检测无关的代码.现有研究工作基于Delta调试在C程序和XML输入上可以取得较好的约简效果,但是在JVM测试场景中,具有复杂语法和语义依赖关系的Java测试程序约简仍存在粒度较粗、约简效果较差的问题,导致约简后的程序理解成本依然很高.因此,针对具有复杂程序依赖关系的Java测试程序,提出一种基于程序约束的细粒度测试程序约简方法JavaPruner.首先,在语句块级别设计细粒度的代码度量方法;随后,在Delta调试技术上引入语句块之间的依赖约束关系来对测试程序进行约简.以Java字节码测试程序为实验对象,从现有的针对JVM测试的测试程序生成工具中筛选出具有复杂依赖关系的50个测试程序作为基准数据集,并在这些数据集上验证JavaPruner的有效性.实验结果表明,JavaPruner可以有效删减Java字节码测试程序中的冗余代码.与现有方法相比,在所有基准数据集上,约简能力平均可提升37.7%.同时,JavaPruner可以在保障程序有效性及缺陷检测能力的同时,将Java字节码测试程序最大约简至其原有大小的1.09%,有效降低了测试程序的分析和理解成本.

Java虚拟机技术研究

Java虚拟机技术是一种跨平台的编程语言运行环境,是计算机领域中的重要部分。通过Java虚拟机技术,开发人员可以实现更高效的内存管理和多线程并发操作,提高程序运行的性能和稳定性。文中从Java虚拟机的基本理论出发,通过优化其执行技术,利用S3C2440芯片和Linux系统实现Java虚拟机设计,以期能为跨平台编程语言的发展提供技术支持。

面向大数据处理框架的JVM优化技术综述

当前,以Hadoop、Spark为代表的大数据处理框架,已经在学术界和工业界被广泛应用于大规模数据的处理和分析.这些大数据处理框架采用分布式架构,使用Java、Scala等面向对象语言编写,在集群节点上以Java虚拟机(JVM)为运行时环境执行计算任务,因此依赖JVM的自动内存管理机制来分配和回收数据对象.然而,当前的JVM并不是针对大数据处理框架的计算特征设计的,在实际运行大数据应用时经常出现垃圾回收(GC)时间长、数据对象序列化和反序列化开销大等问题.在一些大数据场景下,JVM的垃圾回收耗时甚至超过应用整体运行时间的50%,已经成为大数据处理框架的性能瓶颈和优化热点.对近年来相关领域的研究成果进行了系统性综述:(1)总结了大数据应用在JVM中运行时性能下降的原因;(2)总结了现有面向大数据处理框架的JVM优化技术,对相关优化技术进行了层次划分,并分析比较了各种方法的优化效果、适用范围、使用负担等优缺点;(3)探讨了JVM未来的优化方向,有助于进一步提升大数据处理框架的性能.

基于Java的虚拟机技术的应用实践

Java虚拟机(Java Virtual Machine,JVM)是一种用于执行Java字节码的抽象计算机,为Java程序提供了一个运行环境。基于Java的虚拟机技术在许多领域得到了广泛应用,如Web服务器、移动应用、桌面应用等。基于此,文章探讨基于Java的虚拟机技术的应用实践。

Java虚拟机分析

研究 Java平台的核心——虚拟机 .为了使 Java在不同的平台上顺利运行 ,研究 Java虚拟机 (Java virtualmachine,简称 JVM)的组成及运行机制 ,为编程实现 JVM或向各种平台移植 JVM提供参考 .通过对 Kaffe(一种Java虚拟机的实现 )桌面版本的源代码进行分析 ,得出虚拟机运行的整个流程 ,并对流程中的关键部分进行深入研究 ,同时结合 Sun的《Java虚拟机规范》,总结出实现 JVM的一些关键步骤 ,并提出改进

Java虚拟机及其移植

探索并实现一个基于嵌入式应用平台的 Java虚拟机 .在移植过程中所采用的平台是 Motorola的 MPC5 5 5芯片 ETAS实验板 ,虚拟机的实现平台是 RTXC实时操作系统 .所实现的 Java虚拟机可以在 RTXC的内核机制下实现调度 ,并且可运行简单的 Java用例 ,对 Java虚拟机在嵌入式系统中的应用具有重要的指导意义 .

Java虚拟机用户级多线程的设计与实现

详细介绍了国产开放系统平台 Java虚拟机多线程的设计与实现 .在线程调度上 ,采用带有独立队列的静态级别轮巡调度 ,较好地解决了独立循环线程的调度问题 .对于线程的同步 ,采用了哈希混合锁的设计方案 .实验结果证明 ,该锁具有空间小。

基于JNI的Java与其他高级语言之间通信的研究与应用

作为近年来新兴的Java编程语言势必要与已经由其他高级语言编写的服务器、应用接口工具包及程序相结合,因此Java平台提供本地接口JNI来简化这一过程.本文将叙述如何使用JNI在Java编写的程序中调用其他高级语言编写的本地库和本地方法,并用一个实例来说明如何应用JNI来解决Java语言与其他高级语言之间的通讯问题.

国产开放系统平台Java及时编译器的设计与实现

详细阐述了国产操作系统平台（ＣＯＳＡ／ＣＯＳＩＸ）Ｊａｖａ 及时编译器的设计与实现技术．在设计时作者采用了指令静态模拟与宏替换相结合的编译方法，抽象出平台独立的指令属性四元组，提高了程序的可移植性；就及时编译的特点及其优化进行了讨论，并就如何评价及时编译的热点提出了作者的观点．

Java网络传输中字符编码问题的研究

针对Java客户端与服务器端通信,客户端浏览器显示等中文字符编码常常出现编解码错误、显示乱码的问题,从操作系统内部,Java虚拟机和网络传输过程进行研究,分析各种字符编码的表现形式,服务器端Servlet缺省字符集等,找出了问题的根源;提出在Java网络传输中中文字符编码问题的解决方法,并有效地应用于农业专家系统开发平台(DET6.0)的网络发布和知识推理中。

嵌入式Java虚拟机实现中的代码优化

代码优化是提高Java虚拟机执行速度的重要手段之一。本文提出了一种基于预处理的代码优化方法。预处理模块与嵌入式Java虚拟机并行工作 ,为其标注基本块、循环等结构 ,并通过数据流分析收集各方法、各变量的引用次数。Java虚拟机利用预处理模块所收集的信息 ,判定各块程序的执行频率 ,对高频部分进行内联、寄存器分配等优化处理。

一种嵌入式Java芯片内核——JC401

首先分析了目前 Java的应用情况 ,指出嵌入式 Java芯片具有很大的市场需求 ,然后结合嵌入式系统的特点简单分析了当前几种 Java虚拟机实现技术的缺点 ,提出了在嵌入式 Java芯片内核 JC40 1中采用瘦型 JIT的设计思想 ,通过对 JIT的硬件支持和相关软件的配合 ,达到减少 JIT运行时间和内存开销 ,获得高效的 Java性能与较好的性能价格比的目标 ,然后具体介绍了 JC40 1内核的总体结构与主要技术特点 ,进行了性能分析与评估 ,证明了设计思想的正确性 ,最后举例说明 JC40 1具有很好的市场前景 .

一个基于混合并发模型的Java虚拟机

从解释执行到及时编译的转变极大地提高了Java程序的运行速度.但是,现有的Java虚拟机还有待进一步的改进.提出了一种新的Java虚拟机编译与执行模型——混合并发模型HCCEM(hybrid concurrent compilation and execution model).该模型通过多线程控制方式将字节码的编译与执行过程相重叠,从而获取加速的效果.另外还给出了基于HCCEM的Java虚拟机JAFFE的设计方案,并就实现中的执行模式切换、异常处理以及层次线程等问题进行了讨论.实验结果表明,HCCEM能够有效地提高Java程序的执行速度.

嵌入式Java虚拟机优化研究

为了改进手机中Java小程序的运行效率,基于KVM提出一种嵌入式Java虚拟机优化方案。在此方案中对解释器进行了改造,引入编译技术,并对KVM运行时内存的分配与回收方式作了改进。最后对比分析了在基准测试中KVM与优化方案的性能结果。

Java服务主动容错模型分析与评估

Java服务已成为支撑关键业务的业务服务,其可用性成为关键业务系统是否能持续提供服务的关键。采用主动容错技术可提高Java服务的可用性,建立Java服务的主动容错模型,便于分析和评估主动容错技术的有效性。通过模型分析与仿真实验的方法比较了采用Rejuvenation策略与不采用Rejuvenation策略的容错效果,通过分析评估得出,采用主动容错技术将有效改善Java服务的可用性,如果合理选择实施软件Rejuvenation策略的时间点,则可以取得更好的容错效果。

在嵌入式Java芯片中使用即时编译技术

Java虚拟机具有面向堆栈与面向对象的特点 ,不利于硬件有效支持字节码的直接执行 ,传统 JIT技术也不适应嵌入式系统的应用环境 ,介绍了在自行设计的嵌入式 Java芯片中使用 JIT的技术途径 ,通过对 Java虚拟机堆栈和复杂指令的支持 ,密切配合 JIT软件 ,较好地解决了 Java芯片设计中的问题 .测试结果表明 ,相对于目前业界最好的 pico Java- II内核而言 ,JC40 1的编译后代码性能提高了 1.2至 1.9倍 ,在硬件复杂度、执行速度、内存开销等方面都有较大程度的改善 ,适合于嵌入式应用 .

Java动态类加载机制研究及应用

为了在Java应用程序运行期间动态加载类文件,而不影响其它功能模块的正常运行,在Java虚拟机(JVM)机制上给出了Java动态类加载的实现方法。通过对Java类加载器的体系结构,动态类加载机制原理、实现过程和实现方法的分析,在网络教学环境下实现了一个基于C/S结构模式的动态的从数据库中获取Java源代码并编译运行的学生实验教学系统,并结合反射机制为Java作为动态语言提出一种应用的途径,充分展现了Java语言的灵活性、安全性,使它在代码安全保护和网络环境下有广阔应用前景。

Java虚拟机动态类加载的形式化模型

Java虚拟机支持一种功能很强的动态加载类的机制,它具有惰性加载、类型安全连接、用户自定义加载策略、以及动态名字空间等特性。但是,在Java的早期实现(JDK1.0和1.1)中,这种机制包含了一种称为类型欺骗的严重设计错误。尽管JDK1.2通过引入一种类加载约束策略修正了这个错误,但是由动态加载引起的其它形式的类型欺骗仍然存在于JDK1.2和1.3中。本文详细讨论了与动态类加载相关的类型欺骗问题,提出了一个严格定义Java虚拟机操作语义和静态语义的形式化模型。其中,操作语义描述了类加载约束策略、字段及方法解析算法等类加载的主要特性;静态语义采用类型规修正了JDK1.2和1.3中的类型欺骗。

Java性能优化技术综述

Java由于其简单、面向对象、独立于硬件体系结构、安全等特点在各种应用领域内获得广泛的应用,但在很多情况下其运行性能仍有待提高.优化Java应用的运行性能成为当前业界迫切要解决的问题和当前研究的热点.本文简要回顾了当前在Java性能优化方面的最新研究成果,对其中的关键技术进行了深入探讨,并结合作者的经验提出对未来发展的一些看法.