DiSL編織器的實現(xiàn)與優(yōu)化.pdf

1、動態(tài)程序分析工具被用于各式各樣的軟件工程任務(wù)中，如性能分析、調(diào)試、測試、程序理解以及逆向工程等。開發(fā)動態(tài)程序分析工具的其中一項關(guān)鍵技術(shù)便是字節(jié)碼注入。許多低層次的字節(jié)碼工程庫支持在任意位置注入任意字節(jié)碼，但是與此同時導(dǎo)致開發(fā)、維護工作不僅耗費大，而且容易發(fā)生錯誤。另一方面，研究者嘗試將面向方面語言應(yīng)用到動態(tài)程序分析工具的開發(fā)上。然而，盡管面向方面語言為動態(tài)程序分析工具的開發(fā)提供一種高層次抽象的編程模型，像AspectJ這樣的主流面向方面

2、語言的連接點模型并不適用于部分動態(tài)程序分析，而且其用以實現(xiàn)部分特殊語言特性而生成的代碼將導(dǎo)致較大的性能開銷。
　　近期來，面向方面語言DiSL被用于改善動態(tài)程序分析工具的開發(fā)條件。DiSL為開發(fā)者提供的特性包括有允許選擇任意字節(jié)碼序列作為連接點的開放連接點模型、可擴展的靜態(tài)上下文信息訪問以及允許在注入階段執(zhí)行的靜態(tài)分析。DiSL語言本身保證豐富的語言表義性以及高層次且對用戶友好的編程模型，但它需要一款確保所注入代碼的高執(zhí)行效率的編

3、織器實現(xiàn)。此外，盡管DiSL提供更高層次的抽象以支持高效字節(jié)碼注入邏輯的快速開發(fā)，開發(fā)者往往需要抽取部分代碼以便在注入時執(zhí)行。否則，這些代碼將被注入到目標類中，因此有可能導(dǎo)致死代碼的出現(xiàn)，并依賴于實時優(yōu)化將之去除。如果DiSL編織器能夠提供對所注入代碼的優(yōu)化，那么將極大地簡化DiSL的編程模型。
　　本論文的主要貢獻由如下兩方面組成：
　　1.本文實現(xiàn)一款高效的DiSL編織器，并通過已轉(zhuǎn)換為DiSL語言的動態(tài)程序分析工具Se

4、nseo來測評該編織器。
　　2.本文在DiSL編織器中集成部分計值器Turbo，并通過四個案例來說明應(yīng)用Turbo的好處。而后利用其中一個案例來測評Turbo對注入時間以及運行時執(zhí)行效率的影響。
　　本文所展示的DiSL編織器高效實現(xiàn)提供對所注入代碼的直接內(nèi)聯(lián)、支持高效數(shù)據(jù)傳遞的虛擬局部變量及線程局部變量、對靜態(tài)上下文信息及動態(tài)上下文信息的高效訪問和支持高效處理參數(shù)的機制。在本文中，我們將一個已有的基于AspectJ的動態(tài)

5、程序分析工具轉(zhuǎn)換為DiSL版本，并通過比較來展示DiSL編織器的優(yōu)勢。部分計值器Turbo則通過常量傳播、分支消除、基于模式的代碼精簡以及注入式執(zhí)行不含邊際效應(yīng)的方法等步驟來優(yōu)化所要注入的代碼。我們通過若干個案例來說明在應(yīng)用Turbo的情況下，開發(fā)者無需將部分代碼提取成額外的Java類中以便在注入時執(zhí)行。
　　DiSL編織器的實驗結(jié)果表明，AspectJ版本的Senseo引入6.47倍的性能開銷，而在相同代碼覆蓋的情況下，DiSL