15、实时 Java 中的区域内存管理与嵌入式系统编程

实时 Java 中的区域内存管理与嵌入式系统编程

1. 区域内存管理

1.1 简化 RTSJ 作用域内存使用的方法

为了简化 RTSJ（实时 Java 规范）作用域内存（ScopedMemory）的使用，可将标准 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。不过，预测对象生命周期和动态内存占用是不可判定的问题，所以只能采用近似解决方案。

具体有以下两种方法：
- 程序分析 ：动态分析有助于发现可能的作用域，但由于它未探索程序的所有可能运行情况，本质上并不完备，因此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，由于不可判定性，静态分析必须保守地近似对象生命周期和区域大小，以确保结果的正确性，这会导致作用域的生命周期过长且区域过大。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 堆图近似计算

该方法的起点是对堆图进行保守近似，即大致描绘对象之间的关系。由于对象是运行时实体，静态分析需借助程序的语法元素来表示它们。具体有两个近似步骤：
- 对象与分配点绑定 ：将对象与其分配点（即创建它们的 new 语句）绑定。
- 将堆视为无向图 ：不考虑对象之间的指向方向，只要两个（类）对象相互关联即可。经验表明，这些对象的生命周期可能相似。

1.2.2 分析算法

分析算法