面向实时JAVA工作平台的设计研究.pdf

面向实时JAVA工作平台的设计研究 本论文设计了一个面向实时JAVA工作平台的类装载器，以期达到降低IPOR处理器的指令实现复杂度，提高IPOR处理器的效率。该平台的硬件或操作系统平台上安装了JAVA平台之后，JAVA应用程序就可以运行。JAVA应用程序可以在各种平台上运行，JAVA平台已经嵌入了几乎所有的操作系统。 关键词：实时JAVA平台，JAVA虚拟机，类装载器，IPOR处理器 一、引言 JAVA平台由JAVA虚拟机和JAVA应用编程接口（API）组成。JAVA应用编程接口为JAVA应用提供了一个独立于操作系统的标准接口，可以分为基本部分和扩展部分。在硬件或操作系统平台上安装了一个JAVA平台之后，JAVA应用程序就可以运行。 二、实时JAVA技术与JAVA虚拟机 JAVA技术主要由四个因素组成：JAVA程序设计、JAVA Class文件格式、JAVA API、JAVA虚拟机。当编写并运行一个JAVA程序时，就同时体验了这四种技术。编译器将JAVA源代码文件编译成二进制Class文件，然后经JAVA虚拟机中的类装载器加载、解释并执行Class文件中的字节码序列，同时还会加载原始API Class文件；JAVA虚拟机和JAVA API共同构成了JAVA平台，所有JAVA程序都在JAVA平台上编译和运行。 JAVA虚拟机简称JVM，是运行所有JAVA程序的抽象计算机，是JAVA语言的运行环境。它是JAVA最具吸引力的特性之一。JAVA虚拟机是一种用于计算机设备的规范，包括软件和硬件两种实现方式，包括一套字节码指令集、一组寄存器、一个栈、一个垃圾回收堆和一个存储方法域。JAVA虚拟机是一个想象中的机器，在实际的计算机上通过软件模拟来实现。JAVA虚拟机有自己想象中的硬件，如处理器、堆栈、寄存器等，还具有相应的指令系统。 三、类装载器的设计 类装载器的设计是本文研究的重点。类装载器的工作模式可以分为两个阶段：初始化阶段和任务执行阶段。在这种工作模式下，诸如类的装载、解析和连接、字节码的优化等其他非实时的操作都将在初始化阶段执行。IPOR处理器直接执行由类装载器读取的应用程序和JAVA API的Class文件后所生成的内存映像文件。所有类装载器的预处理都属于初始化阶段，IPOR对内存映像文件的执行属于任务执行阶段。 类装载器的基本思路是定位和导入二进制Class文件，验证被导入类或接口的正确性，为类变量分配并初始化内存。其动作顺序是：1. 装载—查找和导入二进制数据；2. 连接—执行验证、准备、解析；3. 初始化—为类变量赋值正确的初始值。这是通过<clinit>方法来完成的。 本论文设计了一个面向实时JAVA工作平台的类装载器，以期达到降低IPOR处理器的指令实现复杂度，提高IPOR处理器的效率。该平台的硬件或操作系统平台上安装了JAVA平台之后，JAVA应用程序就可以运行。JAVA应用程序可以在各种平台上运行，JAVA平台已经嵌入了几乎所有的操作系统。