基于Java程序设计的数据流模型

随着时代的发展,程序设计模型也在不断新旧完善,从当前的数据流模型的分析出发,结合其运行机理、内存模型、接口等方面,探讨了具有数据流特征的Java并行程序设计模型,阐述了数据流重要的多态语言特征,通过这些特征提出了对程序的运行有针对性的优化意见,从而达到提升程序性能的作用.     

多核机群下基于神经网络的MPI运行时参数优化

多核处理器的新特性给MPI应用带来了新的优化空间,其中调优MPI运行时参数被证明是优化MPI应用的有效方法.然而最优的运行时参数不仅与多核机群的体系结构有关,也决定于MPI应用的程序特征.提出并分析了一种在给定多核机群下基于人工神经网络的优化模型,用于自动为未知的MPI程序预测接近最优的运行时参数.两个不同基准的实验证明了本方法的有效性.实验证明,基于本方法得到的运行时参数所产生的加速比平均达到了实际最大加速比的95%以上.     

一种新的Java存储模型L-JMM

Java存储模型是Java语言和Java虚拟机研究中的核心关键部分,目前Java语言规范中的存储模型不能保证Java技术所必需的语义特性,而且不利于Java虚拟机的性能优化.提出了一种新的Java存储模型,该模型取消了规范中Java存储模型中对存储密致性的要求,保证了Location一致性;同时根据Java语义的要求,对Java语言中不同类型的变量详细规定了多线程存储操作的行为规则.该模型不仅能保证Java程序的正确性,同时能有效提高Java程序的运行效率.最后通过仿真实验验证了该存储模型的关键特性.     

基于AOP 的运行时验证中的冲突检测

现有的形式化验证方法除了在模型层面对系统进行验证以外,越来越倾向于直接针对系统的实际代码和具体运行.运行时验证技术验证的对象是具体程序,它试图把形式化验证技术部署到程序的实际运行过程中.然而在把形式化技术部署到实际运行过程中会出现一系列在模型层面验证通常不会出现的问题,对这些问题中的冲突现象进行了研究,定义了运行时验证技术中存在的两种冲突,并给出了相应的检测算法.最后,对这些算法进行了实现和实例研究,结果表明了该方法的有用性.     

减小运行时优化开销的方法

运行时优化在程序运行期间，根据采集到的相关信息，确定程序的热点并进行优化，从而加速程序的执行。然而，运行时优化本身有一定的开销，有时候会抵消甚至超出优化得到的效果。该文设计和实现了一个基于SMP/IPF(英特尔安腾系列)/Linux架构的自适应二进制代码优化/编译框架，其中包含了运行时优化。分析了运行时优化的阶段和开销，并介绍了在设计和实现该框架的过程中，为减小这种开销所提出的思路和采用的方法。     

基于可信计算的Java智能卡的设计与实现

本文针对Java智能卡的安全问题,提出了一种新的解决方案--将可信计算技术引入到Java智能卡的设计与实现中,以可信计算在安全认证方面的优势来解决智能卡的安全问题.文章首先从硬件方面对该方案的可行性进行了分析,然后从类库、虚拟机和运行时环境三个方面介绍了如何实现Java智能卡,最后并着重介绍了可信机制的构建.     

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.     

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.     

基于数据流的脆弱性静态分析

为提高Java软件的安全性,针对Java程序的脆弱性分析问题,提出一种基于数据流的感染分析法,阐述了具体思路和实现步骤.依据该方法实现的分析系统能有效分析出Java字节码程序中存在的XPath注入、SQL注入等脆弱性,结果证明了基于数据流的感染分析法的正确性和可行性.     

基于部分调用图的线程敏感Profiling技术

Profiling技术能提供程序实际执行时的相关信息。在动态编译环境中,Profiling的运行时开销导致难以收集较为复杂的运行时信息。该文提出一种基于部分调用图的Profiling技术,在收集多线程程序中线程相关的各种执行信息时,能有效减少运行时开销。在开放源码的虚拟机上实现了该Profiling技术。实验表明,其运行时开销只有原来的2%~4%。     

Runtime support for scalable programming in Java

The paper research is concerned with enabling parallel, high-performance computation—in particular development of scientific software in the network-aware programming language, Java. Traditionally, this kind of computing was done in Fortran. Arguably, Fortran is becoming a marginalized language, with limited economic incentive for vendors to produce modern development environments, optimizing compilers for new hardware, or other kinds of associated software expected of by today’s programmers. Hence, Java looks like a very promising alternative for the future. The paper will discuss in detail a particular environment called HPJava. HPJava is the environment for parallel programming—especially data-parallel scientific programming—in Java. Our HPJava is based around a small set of language extensions designed to support parallel computation with distributed arrays, plus a set of communication libraries. A high-level communication API, Adlib, is developed as an application level communication library suitable for our HPJava. This communication library supports collective operations on distributed arrays. We include Java Object as one of the Adlib communication data types. So we fully support communication of intrinsic Java types, including primitive types, and Java object types.     

利用Java插入件增强浏览器的功能

主要讨论了如何在浏览器中使用Ｊａｖａ插入件以便增强浏览的功能,使得Ｗｅｂ页面作者右以部署基于Ｊａｖａ２的ａｐｐｌｅｔ,使用Ｊａｖａ２所提供的新特性。     

Model Checking Programs

The majority of work carried out in the formal methods community throughout the last three decades has (for good reasons) been devoted to special languages designed to make it easier to experiment with mechanized formal methods such as theorem provers, proof checkers and model checkers. In this paper we will attempt to give convincing arguments for why we believe it is time for the formal methods community to shift some of its attention towards the analysis of programs written in modern programming languages. In keeping with this philosophy we have developed a verification and testing environment for Java, called Java PathFinder (JPF), which integrates model checking, program analysis and testing. Part of this work has consisted of building a new Java Virtual Machine that interprets Java bytecode. JPF uses state compression to handle big states, and partial order and symmetry reduction, slicing, abstraction, and runtime analysis techniques to reduce the state space. JPF has been applied to a real-time avionics operating system developed at Honeywell, illustrating an intricate error, and to a model of a spacecraft controller, illustrating the combination of abstraction, runtime analysis, and slicing with model checking.     

Accurate garbage collection in uncooperative environments revisited

Implementing a concurrent programming language such as Java by means of a translator to an existing language is attractive as it provides portability over all platforms supported by the host language and reduces development time—as many low‐level tasks can be delegated to the host compiler. The C and C++ programming languages are popular choices for many language implementations due to the availability of efficient compilers on a wide range of platforms. For garbage‐collected languages, however, they are not a perfect match as no support is provided for accurately discovering pointers to heap‐allocated data on thread stacks. We evaluate several previously published techniques and propose a new mechanism, lazy pointer stacks, for performing accurate garbage collection in such uncooperative environments. We implemented the new technique in the Ovm Java virtual machine with our own Java‐to‐C/C++ compiler using GCC as a back‐end compiler. Our extensive experimental results confirm that lazy pointer stacks outperform existing approaches: we provide a speedup of 4.5% over Henderson's accurate collector with a 17% increase in code size. Accurate collection is essential in the context of real‐time systems, we thus validate our approach with the implementation of a real‐time concurrent garbage collection algorithm. Copyright © 2009 John Wiley & Sons, Ltd.     

基于混合并发模式的Dalvik虚拟机性能优化

为了改进Dalvik虚拟机的性能,提出了一种基于多线程调度机制的Java虚拟机混合并发模式。该模式利用多线程并发调度和热方法表,通过将Java字节码的编译与执行过程相重叠来提高程序的执行效率,进而提升Dalvik虚拟机的处理速度;并对该模式设计与实现的关键技术进行了分析。实验结果表明,混合并发模式能够有效地提高Dalvik虚拟机中Java程序的执行速度。     

基于实例学习的并行负荷分配中的训练实例选择问题

基于实例学习的可适应性并行任务负荷分配算法能根据应用程序的静态特征估计其运算负荷,选定好的任务负荷分配方案使其多线程并行接近甚至达到最优,它具有低成本和高效率的特点.通过一系列实验,分析研究训练实例的选择对基于实例学习优化的效果的影响,从中总结一些有益的经验,以便进一步提高算法性能.     

面向MHP的嵌入式Java虚拟机的移植与优化

为了增强MHP机顶盒的网络交互能力，必须构建Java运行环境。该文介绍了Java技术、MHP机顶盒软件结构模型、嵌入式Java虚拟机(JVM)概念以及开源Java虚拟机——Kaffe的软件层次结构，阐述了Kaffe在ALI公司数字电视机顶盒开发平台上移植的实现过程，提出了在嵌入式环境下，Java虚拟机执行引擎的性能优化策略。实际运行结果证明了JVM的移植性和性能优化策略的可行性。     

基于类文件的Java程序运行时异常分析技术

提出一种基于类文件的Java运行时异常分析技术.它可在没有Java源代码文件的情况下,直接对类文件进行处理,分析可能抛出的异常信息,并根据分析结果在类文件中添加适当的异常追踪代码.这种处理后的类文件可无缝替换原类文件运行,并在运行中抛出异常时,能够给出详尽的异常分析报告,从而提高技术人员调试和开发的效率.