的个人和集体,均已在文中以明
确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。
学位论文作者签名:至辞守日期:加F年f月7日
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日期:加3年f月7日
日期:励占年厂月
7日
第l章引言
第1章
引言
Java技术是当前IT领域最热门和最具发展潜力的技术之一。Java语言以其面向对象,平台无关,
网络安全,多线程等特性,在现代网络世界大受欢迎。大量的JaVa
程序充斥着整个互联网世界,因此,如何提高JaVa程序的运行性能,对互联网世界和现代IT行
业有深刻的意义。
任何JaVa程序都必须运行在Java虚拟机上。Java虚拟机,简称ⅣM1,定义为:运
行经过编译的JaVa目标代码的
计算机的实现…。JaVa程序经过编译后生成的目标代码即Java字节码是JVM的可执行代码。本质上,JVM和常见的x86,Sparc一样,是一种处理器,有自己的指令集和特有的执行机制。不同之处在于,JVM
设计的目标是面向对象,平台无关,安全,多线程等优秀特性,因此其指令集所实现的功能比较复杂,传统中都是在已有的计算机
系统平台上以
软件模拟的办法来实现指令功能,这正是JVM被称为“虚拟”的重要原因。图1.1表示了当前普遍应用的,在通用PC平台上JA、,A系统的层次结构。这些常见的JaVa系统中,作为Java运行平台的本地计算机必须利用JaVa解释器解释JaVa字节码指令,或者通过Java编译器把Java字节码指令编译成本地CPU可以执行的代码来运行【2】。这些就是JVM的软件实现方式。
图1.1JA、,A系统结构
1
JavaⅥnualMachine.本文所有“Java虚拟机”均缩写为ⅣM
Java
SoC中的类装载器设计
JVM不但可以用软件实现,也可以用硬件实现,即在芯片层次上加入可以直接执行Java字节码的硬件部件。JvM的硬件实现主要有两种形式,一种是用硬件实现Java解释器或者编译器的功能,将这种硬件解释器和编译器作为协处理器加入到通用对SCCPU核中,和软件实现方式一样,所有Java指令都先经过硬件解释器/编译器的预处理,翻译成本地代码再交给通用对SCCPU核执行。经过分析,本文认为这种实现方式的优势有两点。其一,硬件实现使得翻译或解释字节码的速度比起软件JVM更快。其二则对非Java指令可屏蔽Java协处理器,使得CPU可以同时处理JaVa指令和非JaVa的本地指令,获得更广的应
用【31。另一种硬件实现方式则是JaVa处理器,JaVa处理器的出现使JaVa虚拟机突破了虚
拟的特点,因为对于JaVa处理器而言,其本地代码就是JaVa字节码,即Java字节码不
需要经过任何翻译和转换的过程,可以直接被JaVa处理器执行。比起前面提到的几种实
现方式,Java处理器更加直接的实现了JVM,提高了JaVa程序的运行速度,拓展了更大的性能提高空间。但这种方式不能执行其它非Java指令,若一定要执行其它非Java指令,可以选择双CPu的实现方式,把通用的RjSC核和Java核结合起来,当检测到Java指令的时候交给JaVa核处理。这种双CPU的方式可以结合分布式计算的优势,具有灵活的设计方法和更大的性能提升空间。目前JaVa处理器产品有Sun公司的picoJaVa,microJava,Ultr“aVa系列产品【4】,奥地利Wien大学提出的JOP处理器核【51【101等。
无论是采取什么样的形式实现JVM,在设计ⅣM时都必须遵循由Sun公司制定的JaVa虚拟机规范【61,这样才能保证Java程序在不同的ⅣM上的运行结果都一致。
然而