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JAVA虚拟机相关技术研究与实践

郑艳玲  
【摘要】: JAVA体系结构包括四个相互关联的技术:JAVA语言、JAVA API、class文件和JAVA虚拟机。其中,JAVA虚拟机是JAVA技术的核心部分。JAVA虚拟机是一个抽象的计算机,与实际的计算机一样,它具有一个指令集并使用不同的存储区域。深入研究JAVA虚拟机机制,能够快速掌握先进的计算机技术,获得大量有益的经验,继而将这些技术应用于国产软件的研发和设计上来,打破国外公司在技术上的垄断,最终为增强民族软件业的核心竞争力,发展民族软件业做出贡献。 JAVA虚拟机采用了独特的以堆栈为核心的体系架构。本文首先对JAVA虚拟机体系结构进行深入的研究,包括类装载器、运行时数据区和垃圾收集等。垃圾收集技术也是JAVA语言的显著特点,本论文对垃圾收集算法进行了深入研究。首先研究经典的垃圾收集算法和几种高级收集算法,然后重点研究火车垃圾收集算法。通过对火车算法的详细研究,发现火车算法存在如下问题:在移动对象时并未明确说明如何处理;在处理流行对象时仍然是破坏性的;在某些特殊情况下,火车算法是失效的。本论文针对这三种情况分别提出理论上的解决办法和处理策略。 本论文重点研究类装载器系统。首先分析类装载器的体系结构,如双亲委派模式、class文件格式等。在此基础上设计并实现了一个类装载器,它的主要功能是根据系统环境变量的设置查找class文件,对class文件进行必要的合法性检查,解析class文件并创建相应的内存方法区数据结构。此外,本论文还针对现有的类装载器不能装载加密过的class文件这一问题,提出改进方案,设计了一个加密算法对class文件进行加密。类装载器在加载此类class文件时首先调用相应的解密算法还原成原始class文件数据,然后再对此数据进行验证加载。


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