利用Java即时编译器自动外提循环中的同步操作

同步开销是影响并行程序性能的一个重要方面,如果同步操作出现在循环中,将会使这种影响进一步扩大.为了降低循环中同步操作的开销,本文提出一种利用即时编译器外提Java程序中循环内同步操作的优化算法,并在实际的Java虚拟机中实现.该算法在保证程序语义不变的前提下,大量减少运行时实际执行的同步操作数量,降低同步开销,并能保证外提变换后同步代码块不会太大而降低程序的并发度.实验结果表明该算法能提高程序的整体性能,并且不降低程序的可扩放性.

即时编译器辅助的垃圾收集中的插桩算法研究

即时编译器辅助的垃圾收集技术结合显式和自动内存管理的优点,在编译阶段由即时编译器分析应用程序并在其中插桩显式释放内存的指令,以便垃圾收集器及时回收死亡对象所占用的内存空间,从而减轻垃圾收集器的负担.提出一种应用于该项技术的插桩算法,它基于控制流中的支配关系并提供不同的插桩策略,保证插桩的正确性和灵活性;它能够主动获得域引用从而释放对象及其域引用的内存空间.实验表明基于该插桩算法的垃圾收集器能够回收大量的内存空间,提高Java程序的执行效率.

即时编译器中的代码消极生成机制

提出一种应用于即时编译器中的代码生成优化技术——代码消极生成机制,结合Intel微处理器研究院的XORP虚拟机对该项技术进行了阐述。介绍了XORP中实现的其他轻量级优化算法,并采用EEMBC对不同虚拟机和不同优化进行了科学评估。采用该项技术的XORP虚拟机的运行速度为KVM的15倍以上,超过其他商用高性能虚拟机。

Java虚拟机即时编译器的一种实现原理

深入分析了Kaffe虚拟机的JIT(Just-In-Time)实现原理,以及在JIT中如何利用Trampoline技术来作为跳板达到提高Kaffe虚拟机的执行性能,并通过在i386上结合实例来具体了解Trampoline的实现。最后深入分析了作为JIT核心的翻译器在JIT中如何将字节码映射成为中间码,并翻译成为本地代码的实现原理。

即时编译器中的轻量级指令调度算法

介绍了一种为即时编译器和时空受限系统设计的轻量级线性复杂指令调度算法。该算法进行指令调度时,不基于传统的DAG图或表达式树,而是基于一种独创的数据结构扩展关联矩阵,其时间复杂性在最坏情况下也能与全部指令长度构成严格的线性关系,仅占用不到1 KB的内存空间。该算法已被Intel为Xscale设计的高性能J2ME虚拟机XORP采用为即时编辑器中的缺省指令调度算法。

基于即时编译器辅助的并行垃圾收集器

设计一种基于即时编译器辅助的并行垃圾收集器,在编译阶段利用即时编译器安插显式内存回收指令释放无用对象空间,结合自动和显式内存管理的优点,减轻程序员和垃圾收集器的负担,同时提高内存空间的利用率,支持显式对象回收操作,且可以有效重用这些对象空间,从而提高Java应用程序的执行效率,实验结果表明,该设计方案是可行的。

基于硬件cache锁机制的Java虚拟机即时编译器优化

Java虚拟机即时编译器以方法为单位进行编译,编译器将字节码方法编译成可执行代码,并经过数据cache存入内存中,当再次执行到该代码段时,处理器需要从包含该代码段的内存区域取指令执行,如果该内存区域在数据cache中已经建立映射,就可以直接从数据cache中读取数据,读数据的性能就会有大幅度的提高.但是编译生成的大量可执行代码在cache中频繁替换,当生成代码被替换出cache后,代码再次执行时处理器必须访问速度较慢的主存储器,成为编译器的性能瓶颈.设计并实现了硬件cache锁机制,提出了一种软硬件协同设计的即时编译方法.通过该方法,生成代码执行时的cache失效次数降低了6.9%,SPECjvm2008中程序最高获得了17.9%的性能提升,平均性能提升4.2%.

用代码缓存复用技术提升Android即时编译器效率

选择性编译能降低程序编译开销和生成代码的存储空间需求,但面临热方法检测延时和编译延时问题.现有降低这些延时的方法因需要复杂数据结构、算法或特殊硬件的支持而不适合嵌入式虚拟机平台.针对嵌入式平台,提出使用将可执行代码缓存至文件并按需复用的方法来降低这两种延时.为此,本文以Android系统虚拟机的即时编译器为基础,设计实现了轻量级的CCARF(Code Cache and Reuse Framework).CCARF为即时编译器设计了位置无关代码生成算法,使编译生成的代码不含位置依赖信息,从而保证代码可被正确复用;基于该算法,CCARF实现了一个代码管理器,高效地将位置无关代码缓存并复用.SPECjvm98基准测试集的测试结果表明,CCARF能在控制生成代码增长的前提下,平均提升基准测试程序性能约11%.

基于Trace的即时编译器中代码生成策略的改进

针对编译循环内的查找表分派指令导致的代码重复或额外运行开销,在Dalvik虚拟机的基于Trace的即时编译器中提出了改进的代码生成算法。同已有的代码生成算法相比,该方法在划分基本块阶段获取查找表分派的信息,并将查找表分派指令转换成一系列条件分支指令,通过条件分支指令实现子Trace同主Trace的合并,避免了主子Trace切换时额外的函数调用。实验结果表明,对于循环内含查找表分派的应用程序,该算法能提升其性能。

基于即时编译的动态污点跟踪优化

动态污点跟踪技术展现了在移动隐私保护方面的强大功能,但存在系统性能较低问题.提出了一种基于即时编译的动态污点传播优化方法.首先,将程序逻辑精确抽象为污点传播逻辑,简化污点传播分析复杂性;然后,提出了一个污点传播框架,并证明了在该框架下污点传播分析的正确性和有效性;最后,采用消除、替换和移动等方法将冗余低效的污点传播代码转化为高效等价的污点传播代码.实验结果表明,经过优化后,单条热路径的污点传播代码节省了38%的内存占用和指令执行时间,系统整体性能平均提升了6.8%.

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 .

在开放世界中实现逃逸分析

逃逸分析（escape analysis）是一种可以有效减少Java程序中同步负载和内存堆分配压力的跨函数全局数据流分析算法．此前绝大多数逃逸分析的实现都基于一个所谓“封闭世界（closed world）”的前提：所有可能被执行的方法在做逃逸分析前都已经得知，并且，程序的实际运行不会改变它们之间的调用关系．但当真实的Java程序运行时，这样的假设并不成立．Java程序拥有的许多特性，例如动态类加载、调用本地函数以及反射程序调用等等，都将打破所谓“封闭世界”的约定．这样的真实运行环境被称为“开放世界”．在开放世界中，实现逃逸分析将面临许多重要的问题，例如，能否正确、全面地捕捉动态载入的类和方法，并分析它们与原有程序的关系；逃逸分析算法的复杂性是否能够得以控制，以保证即时编译器的重新分析时间不会过长，等等．提出一个新的逃选分析架构，它可以有效地处理上述开放世界所面临的问题．该分析架构将增量分析Java程序，动态捕获新载入和调用的类及方法，同时，在复杂性和精度之间进行权衡，正确、有效地降低程序的运行负载．该分析架构已经在Intel的开放式Java虚拟机系统ORP中实现，经过实际测试，可以有效地消除一些主要基准测试程序，如SPECjbb2000和SPEcjvm98的db中70％-94％的同步操作，大幅度地提高15％-31％的程序的运行速度．

Java语言"与平台无关性"的实现

Java语言的出现给Internet的应用与发展带来新的活力,尤其是它的"与平台无关性"适应了Internet计算模式,因此得到了迅速的发展.本文阐述了Java语言"与平台无关性"的实现机理及所涉及的关键技术.

搭上LuaJIT 2.0的高速列车

Lua语言的即时编译器LuaJIT2．0版本即将发布，从已发布的2．0Beta版性能表现来看，执行效率的大幅提升令人惊讶。对比Lua语言的基准测试结果显示，提升幅度最大的MD5算法，在LuaJIT2．0下的执行效率是原生Lua执行效率的152.7倍。而对比使用C语言实现的快速傅氏变换，Lua的性能是C的1．48％，LuaJIT1．1．5的性能是C的9.74％，而在JIT2．0Beta优化下的执行效率为C所能实现的58％。

最中肯的建议

在加入贝尔实验室大约一两年后，我曾与KenThompson结对编程，为一款小型的交互式图形编程语言开发一个即时编译器。我打字快，于是操纵着键盘，编码时Ken就站在我身后。工作进展得很快，问题也源源不断。

马克·安德烈森访谈录

１９９７年底，网景通信公司开始显露它是微软公司的真正竞争对手。其总收入和纯利润全年增长迅速，而且司法部欲对网景公司的头号对手加以约束。此后，网景公司这位万维网先驱宣布出现了公司成立以来的第一次利润下降和营业亏损。究竟发生了什么事？它能卷土重来吗？１９...