垃圾收集器中大對(duì)象管理及顯式內(nèi)存管理的研究.pdf

1、現(xiàn)代的編程語言(Java、C＃、Ruby、JavaScript等)往往都使用自動(dòng)的內(nèi)存管理技術(shù)，使用垃圾收集器來負(fù)責(zé)內(nèi)存空間的管理，程序員只負(fù)責(zé)分配內(nèi)存，無需關(guān)注內(nèi)存的回收工作，內(nèi)存的回收工作交由垃圾收集器動(dòng)態(tài)地完成。由于內(nèi)存管理的重要性，使得垃圾收集器成為運(yùn)行時(shí)系統(tǒng)中的一個(gè)重要組成部分，另外垃圾收集器的性能對(duì)應(yīng)用程序的執(zhí)行有很大的影響，故對(duì)垃圾收集器性能的研究具有重要的應(yīng)用價(jià)值。 本文針對(duì)當(dāng)前垃圾收集器在大對(duì)象的管理技術(shù)以及即

2、時(shí)編譯器輔助的內(nèi)存管理技術(shù)中的缺陷，以Harmony(Apache組織開發(fā)的Java虛擬機(jī)實(shí)現(xiàn))為平臺(tái)，重點(diǎn)研究了垃圾收集器中大對(duì)象的管理算法和垃圾收集器對(duì)即時(shí)編譯器輔助的內(nèi)存管理技術(shù)的支持。在Harmony的垃圾收集器GCv5中提出了一個(gè)新的能夠高效管理大對(duì)象的垃圾收集算法Packer的實(shí)現(xiàn)，同時(shí)給出了一個(gè)支持即時(shí)編譯器輔助的并行垃圾收集算法JIT GC-MS的實(shí)現(xiàn)。 圍繞著垃圾收集器中大對(duì)象的管理及對(duì)即時(shí)編譯器輔助內(nèi)存管理技

3、術(shù)的支持，本文重點(diǎn)完成了以下工作： 1、深入研究了Java SE項(xiàng)目Apache Harmony中的垃圾收集模塊GCv5，并為GCv5設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)了一個(gè)日志輸出系統(tǒng)。 為了在GCv5上開展本文的工作，我們對(duì)GCv5做了深入的調(diào)研，總結(jié)了GCv5的代碼組織、堆空間布局、堆空間管理、算法中的并行特性及對(duì)外的主要接口。另外，為了使得用戶和開發(fā)人員了解運(yùn)行應(yīng)用程序時(shí)垃圾收集器內(nèi)部運(yùn)行的細(xì)節(jié)，我們?yōu)镚Cv5設(shè)計(jì)并開發(fā)了一個(gè)日志輸出系

4、統(tǒng)。 2、深入研究大對(duì)象的管理，在GCv5中提出并實(shí)現(xiàn)了一個(gè)新的高效管理大對(duì)象的并行垃圾收集算法Packer。 我們提出的Packer算法是傳統(tǒng)大對(duì)象管理算法的超集，不需要單獨(dú)的空間來管理大對(duì)象，且整個(gè)算法都是并行的。Packer能夠動(dòng)態(tài)地決定是否緊壓大對(duì)象，從而在緊壓算法和標(biāo)記-清掃算法之間動(dòng)態(tài)地選擇最有利的策略，這樣即涵蓋了傳統(tǒng)大對(duì)象管理算法的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)又避免了它們的缺點(diǎn)。 3、基于GCv5中的GC-Ms算法

5、，提出并實(shí)現(xiàn)了一個(gè)支持對(duì)象顯式回收操作的并行垃圾收集器。 本文實(shí)現(xiàn)的垃圾收集器不僅能夠支持顯式的對(duì)象回收操作，且可以及時(shí)有效地重用同收的對(duì)象空間。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，我們實(shí)現(xiàn)的垃圾收集器能夠重用幾乎所有的、顯式回收的對(duì)象空間，顯著地提高了Java應(yīng)用程序的執(zhí)行效率。 4、在即時(shí)編譯器和虛擬機(jī)核心模塊中添加對(duì)象顯式回收操作的支持。 為了開展即時(shí)編譯器輔助的垃圾收集技術(shù)，我們分別在即時(shí)編譯器中的HIR、LIR、代碼選擇器、