摘 要：隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷進(jìn)步和發(fā)展，Java語言程序憑借著自身的優(yōu)勢得到了廣泛的應(yīng)用，并取得了顯著的成效。同時(shí)為了推動Java語言程序在計(jì)算機(jī)技術(shù)的作用，需要提高其精度，這就需要借助一定的對象別名分析技術(shù)。本文筆者對對象別名分析技術(shù)進(jìn)行了分析和探討，主要是為提高求值的深度，同時(shí)為實(shí)現(xiàn)Java語言程序中部分求值器的綁定時(shí)間分析的實(shí)現(xiàn)，進(jìn)而為Java語言程序的應(yīng)用提供指導(dǎo)和借鑒。

關(guān)鍵詞：Java語言程序；擴(kuò)展對象別名分析；綁定時(shí)間分析；部分求值

中圖分類號：TP311 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-9599 （2013） 04-0000-02

計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展推動了硬件速度的提高，同時(shí)也對軟件的設(shè)計(jì)提出了更高的要求，Java語言程序是一種面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)語言的軟件程序，具有良好的性能，同時(shí)為了充分的發(fā)揮其作用，需要借助部分求值技術(shù)，提高計(jì)算的準(zhǔn)確定和精度。為了滿足程序發(fā)展的需要，利用對象類例化模式成為一種有效的途徑，大大地提高了對綁定時(shí)間分析的準(zhǔn)確性，對多數(shù)的單線程Java語言程序進(jìn)行了有效的分析，實(shí)現(xiàn)了高精度的部分求值。

1 Java語言程序的綁定時(shí)間分析

在Java語言程序的應(yīng)用中，需要進(jìn)行部分求值，但是在求值的過程中會受到一定的限制因素的影響，這主要是在預(yù)處理階段無法對程序執(zhí)行中的每一個(gè)對象實(shí)例的綁定時(shí)間進(jìn)行跟蹤，這就需要借助近似描述的方法。在原先的綁定時(shí)間分析中，將同類對象的成員變量進(jìn)行標(biāo)注，忽視了不同對象的成員變量問題，同時(shí)還忽視了父類實(shí)例和子類實(shí)例的區(qū)別，這就對綁定時(shí)間的分析精度造成了一定的影響，這一方法被稱為對象類的單變異例化方式。

在Java語言程序中，由不同的程序點(diǎn)動態(tài)生成的對象實(shí)例所面臨的應(yīng)用場景也不盡相同，這就導(dǎo)致了分析精度的不同。對于程序的運(yùn)行而言，高精度的程序分析會對不同的對象實(shí)例的綁定時(shí)間進(jìn)行區(qū)分，并根據(jù)對象實(shí)例的不同采取不同方式的計(jì)算，同時(shí)剩余的計(jì)算功能也存在較大的差異。此外，滯留程序應(yīng)該應(yīng)用于各個(gè)版本中并對神域計(jì)算進(jìn)行不同的描述，這樣的方法被稱為對象類的多變異例化方式。

就Java語言程序而言，可以實(shí)現(xiàn)對多態(tài)性的支持，能夠?qū)Χ鄠€(gè)類和程序構(gòu)造的對象實(shí)例進(jìn)行激活和調(diào)動，并實(shí)現(xiàn)不同的綁定，為了對綁定參數(shù)、變量和對象成員的把握，需要進(jìn)行別名分析，進(jìn)而確定好對象實(shí)例的綁定參數(shù)和變量。其中應(yīng)用最為廣泛的是借助函數(shù)例化的處理方法，采用多變異方式，借助不同綁定的設(shè)置，提高了函數(shù)的多變異性質(zhì)，進(jìn)而使綁定時(shí)間分析的精度提高。

2 對象例化模型

為了充分認(rèn)識和了解Java源程序，需要借助一定的模型，在對其計(jì)算進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，通過建立對象例化模型可以對其計(jì)算過程和特點(diǎn)有全面的把握。在程序運(yùn)行中，每個(gè)類的計(jì)算必須經(jīng)過部分求值，這樣就會在滯留程序中生成多個(gè)專用類，進(jìn)而對源程序中的對象實(shí)例進(jìn)行剩余計(jì)算。在經(jīng)過部分求值以后，會在滯留程序中產(chǎn)生不同類別的專用成員函數(shù)，進(jìn)行函數(shù)調(diào)用的剩余計(jì)算。

在Java語言程序中，對象例化模型是由多個(gè)模塊共同構(gòu)成的，一般分為兩類：類例化模型和方法例化模型，前者是在相應(yīng)的程序點(diǎn)并借助構(gòu)造函數(shù)參數(shù)的綁定時(shí)間實(shí)現(xiàn)對指定類的程序例化，這樣可以生成一個(gè)滯留計(jì)算。后者表示通過標(biāo)識一個(gè)專用的方法，表示了方法的多變異例化方式下的一種情形。構(gòu)造方法的例化被認(rèn)為是特殊的方法，無需包含成員變量的描述，且只有唯一的例化模式。

在對象例化模型中，通過利用專用類名進(jìn)行變量綁定時(shí)間的分析設(shè)計(jì)，進(jìn)而對對象實(shí)例內(nèi)部的各個(gè)成員變量的綁定時(shí)間進(jìn)行有效的區(qū)分，同時(shí)還可以實(shí)現(xiàn)用專用類名的集合進(jìn)行變量綁定時(shí)間的規(guī)定。

可見，該模型是對Java語言程序的綁定時(shí)間分析的基礎(chǔ)，對程序的運(yùn)行起到了積極的促進(jìn)作用，進(jìn)而滿足了部分求值的需要，可以清晰的反應(yīng)出程序各個(gè)階段的部分求值完成的情況，實(shí)現(xiàn)對部分求值結(jié)果的分析和處理。

3 對象別名分析

在對Java程序進(jìn)行部分計(jì)算時(shí)，需要進(jìn)行靜態(tài)輸入和動態(tài)輸入，進(jìn)而依據(jù)對象例化模型對程序的執(zhí)行過程進(jìn)行分析，并根據(jù)計(jì)算出的數(shù)據(jù)關(guān)系得到綁定時(shí)間，與此同時(shí)，通過對引用型的變量的使用情況的跟蹤，可以實(shí)現(xiàn)對不同程序點(diǎn)的對象實(shí)例進(jìn)行別名分析，可以確定將引用型變量與程序點(diǎn)的對象實(shí)例進(jìn)行綁定。當(dāng)分析到新的運(yùn)算時(shí)，創(chuàng)建類例化模式以及構(gòu)造函數(shù)的方法例化模式，分析到消息傳遞時(shí)，需要創(chuàng)建屬于接收信息專用類的例化模式。

為了滿足在引用型變量在靜態(tài)分析程序中的需求，需要在別名分析方法的內(nèi)部采用模擬程序進(jìn)行執(zhí)行，并借助語法樹進(jìn)行自上而下的分析，同時(shí)按照函數(shù)調(diào)動的關(guān)系結(jié)合深度優(yōu)先的方法，進(jìn)行激活處理，并對實(shí)例構(gòu)造和成員函數(shù)的調(diào)用進(jìn)行分析，進(jìn)而形成對象例化模型。在實(shí)際的分析計(jì)算中，會出現(xiàn)對已經(jīng)經(jīng)過分析的函數(shù)參數(shù)進(jìn)行再次綁定的現(xiàn)象，這主要是因?yàn)槭艿竭f歸函數(shù)調(diào)用以及循環(huán)語句的影響，進(jìn)而對程序分析和計(jì)算的完備性造成了一定程度的影響，因此需要在前次生成的對象例化模型的基礎(chǔ)上，進(jìn)行多遍對象別名分析，直至對象例化模型不再變化為止，進(jìn)而最大限度的提高分析的完備性和準(zhǔn)確性。

在對象別名分析的過程中，需要借助綁定時(shí)間環(huán)境來對各種變量不同的綁定時(shí)間進(jìn)行合理的記錄，并為每一個(gè)變量的綁定時(shí)間設(shè)置相應(yīng)的分析標(biāo)注，一般而言，變量的BTA標(biāo)志表示了其狀態(tài)，而對于引用變量是用專用類名集合進(jìn)行表示的，進(jìn)而計(jì)算出其最小上界。在別名分析中，語句分析是核心和關(guān)鍵，因此需要加強(qiáng)對各種語句的分析，進(jìn)而得出更新后的BTA環(huán)境。同時(shí)需要對語句進(jìn)行調(diào)用，這就需要先對引用變量指向的所有專用類，求出對象成員和方法參數(shù)的狀態(tài)，構(gòu)成方法例化模式，并檢查該模式的存在形式，形成專用的方法名，進(jìn)而完成綁定，在對定義體進(jìn)行合理的分析，并在分析結(jié)束后進(jìn)行保存。同時(shí)加強(qiáng)對循環(huán)語句的分析，即進(jìn)行反復(fù)的分析，直到分析前后的BTA環(huán)境相同為止。這種重復(fù)分析對象別名分析的計(jì)算量有較大影響。假設(shè)循環(huán)體中有k個(gè)引用型變量被賦值，而每個(gè)變量可能綁定到m種專用類對象實(shí)例。在實(shí)用程序的分析中，分析過程收斂很快，通常僅重復(fù)分析2次或3次。因此，如果程序語法樹的結(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)為n，對象別名分析的計(jì)算復(fù)雜度為0（n）。

可見，在對擴(kuò)展對象的別名分析中，實(shí)現(xiàn)了綁定時(shí)間分析與別名分析的有效結(jié)合，這樣可以有效的解決對象類和方法的多變異例化問題，通過對程序中綁定時(shí)間的分析，實(shí)現(xiàn)了對對象類和方法的有效處理，在例化模型的基礎(chǔ)上，形成了多種版本的程序代碼，用于程序的部分計(jì)算。在實(shí)際的程序運(yùn)行中，該方法取得了很好的成效，不僅具有較好的重用性，而且滿足了各種編譯時(shí)刻和運(yùn)行時(shí)刻的部分求值的需要，即使帶來了一定的程序膨脹，也可以將其控制在一定的范圍內(nèi)，具有可接受性。

4 結(jié)束語

Java語言程序例化中的擴(kuò)展對象別名分析的主要特點(diǎn)在于不僅能夠區(qū)別同一對象中不同成員變量的綁定時(shí)間，也能夠區(qū)分不同程序點(diǎn)創(chuàng)建的對象實(shí)例，進(jìn)而能夠區(qū)分成員函數(shù)中同一引用型參數(shù)所綁定的對象實(shí)例，從而有效地提高了Java程序綁定時(shí)間分析的精度。在Java語言的部分求值系統(tǒng)中，擴(kuò)展對象別名分析的實(shí)現(xiàn)有效地?cái)U(kuò)大了部分求值的作用范圍。

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[作者簡介]許云飛（1990-），男，吉林四平，長春工業(yè)大學(xué)軟件學(xué)院學(xué)生，本科，程序設(shè)計(jì)Java方向。