基于虚拟机JIT机制的热点追踪技术的研究与应用

发布时间：2017-06-08 20:08

  本文关键词：基于虚拟机JIT机制的热点追踪技术的研究与应用，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：近年来,移动互联网正在逐渐渗透到人们生活、工作的各个领域,各种功能丰富的移动应用迅猛发展,深刻地改变着信息时代的社会生活。然而对于当前的移动设备而言,程序的执行经常会受到计算和存储资源的限制,进而影响到用户的使用体验;为此,有必要把计算耗时的部分迁移到云端执行,利用云端强大的资源来提升程序的运行效率,同时减轻移动端的工作负担。对于如何划分出程序的迁移部分是整个迁移系统最为关键的问题之一,而传统的固定划分方式划分工作复杂、粒度大且又不够灵活。为了解决以上问题,本文设计并实现了一种具有创造性的方案来动态确定程序运行过程中的热点方法,使得划分处理可以灵活地适应当前的运行环境,为迁移系统确定最优迁移对象,从而最大限度地改善程序的运行效率。因为Android系统开源且应用最为广泛,所以本文主要在Android平台下展开相关研究工作,工作重点主要包括以下两个方面:首先,对于访问本地特定资源或共享本地状态的方法是不能被迁移到云端的,因此在进行真正的热点分析之前,需要把这类方法给过滤掉;针对此问题,本文提出并实现了一种基于字节码反编译的元信息分析方法,以提取整个程序的所有相关元信息,其中包括方法的调用关系、修饰类型以及原型信息等等;获取了元信息之后,还需要通过本文设计的一种非完全广度优先遍历算法来清除指定类别的方法,处理完成之后,便可得到热点分析集,供热点分析使用。第二个研究重点是分析虚拟机执行子系统的运行原理并扩展其相关实现,以达到动态追踪热点函数的目的,不像传统的动态分析方法,本文提出的设计方案无需进行程序插桩、也无需以特定规则编写程序、更不需要任何分析软件的支持。通过深入研究虚拟机即时编译器的运行机制并予以扩展,以获取方法的指令级复杂性;同时针对解释器的部分实现进行改造以获得方法的运行时间和当前系统负载;最后,综合所得分析信息即可确定程序的运行热点。本文提出的热点分析方案与虚拟机执行子系统达到了无缝融合,彼此之间协同工作,不仅解决了传统热点分析方法的种种弊病,而且在实际应用中也具有十分重大的意义;同时通过实验测试,也进一步验证了本方案的准确性与可行性。
【关键词】：虚拟机 解释器 即时编译器 调用关系 程序热点
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TP302
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 绪论10-17
• 1.1 研究背景及目的与意义10-11
• 1.1.1 研究背景10-11
• 1.1.2 目的及意义11
• 1.2 国内外研究现状11-15
• 1.2.1 元信息分析研究现状12-13
• 1.2.2 动态分析研究现状13-15
• 1.3 本文研究内容15
• 1.4 本文组织结构安排15-17
• 第二章 Dalvik虚拟机执行子系统的相关技术与理论17-36
• 2.1 Dalvik系统架构17-19
• 2.2 虚拟机.dex文件结构分析及解析19-27
• 2.3 虚拟机类加载机制27-29
• 2.4 Dalvik字节码执行引擎的特点及结构29-34
• 2.4.1 Dalvik解释器的特点及结构30-32
• 2.4.2 Dalvik即时编译器的特点及结构32-34
• 2.5 Dalvik内部机制34-35
• 2.6 本章小结35-36
• 第三章 元信息分析与资源注入36-49
• 3.1 模块整体设计36-37
• 3.2 元信息提取37-42
• 3.3 二次过滤42-45
• 3.4 A PK资源注入45-48
• 3.4.1 文件格式设计45-47
• 3.4.2 A PK签名47-48
• 3.5 本章小结48-49
• 第四章 热点分析的设计与实现49-73
• 4.1 分析器整体设计概述49-50
• 4.2 分析集解析及持久化50-56
• 4.2.1.dex文件加载过程分析及扩展50-54
• 4.2.2 init进程分析及扩展54-56
• 4.3 Dalvik即时编译器运行分析56-63
• 4.3.1 Dalvik即时编译过程57-58
• 4.3.2 JIT触发条件与编译对象58-60
• 4.3.3 Dalvik即时编译器的核心实现60-63
• 4.3.3.1 JIT模块的编译支持60-61
• 4.3.3.2 JIT启动及运行61-63
• 4.4 热点分析的核心实现63-70
• 4.4.1 计数入.定位63-64
• 4.4.2 分析器初始化64-67
• 4.4.3 分析器处理逻辑设计67-70
• 4.5 实验测试及结果分析70-72
• 4.6 本章小结72-73
• 第五章 总结与展望73-75
• 5.1 工作总结73-74
• 5.2 展望74-75
• 致谢75-76
• 参考文献76-79
• 攻读硕士学位期间取得的成果79-80

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 刘仙艳;;移动终端开放平台—Android[J];信息通信技术;2011年04期

中国硕士学位论文全文数据库 前1条

1 李攀攀;基于“龙芯”平台的Java运行环境研究[D];中国石油大学;2009年

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本文编号：433609