15、实时 Java 内存管理与嵌入式系统编程

实时 Java 内存管理与嵌入式系统编程

1. 基于区域的内存管理

1.1 简化 RTSJ 作用域内存使用的方法

为了简化 RTSJ（Real-Time Specification for Java）作用域内存（ScopedMemory）的使用，一种方法是将标准 Java 程序自动转换为符合 RTSJ 限制的程序。这需要通过某种程序分析来识别动态分配对象的生命周期，从而合成作用域区域。然而，预测对象生命周期和动态内存占用是不可判定的问题，因此只能采用近似解决方案。

有两种主要的实现方式：
- 程序分析 ：动态分析有助于发现可能的作用域，但由于它不能探索程序的所有可能运行情况，因此本质上是不健全的，不能安全地禁用运行时检查。
- 静态分析 ：在编译时进行静态分析，为了保证分析的健全性，必须保守地近似对象生命周期和区域大小，这可能会导致作用域的生命周期过长和区域过大。不过，它可以通过关闭运行时检查来提高性能。

1.2 区域推断

1.2.1 堆图的近似计算

区域推断的起点是计算堆图的保守近似，即对象之间关系的大致情况。由于对象是运行时实体，静态分析需要借助程序的语法元素来表示它们。具体有两个近似：
- 对象与分配点绑定 ：对象与创建它们的 new 语句绑定。
- 将堆视为无向图 ：不考虑对象之间的指向方向，认为两个对象类是相连的。经验表明，这些近似是合理的，因为具有这种关系的对象可能具有相似的生命