[發(fā)明專利]高速緩存運(yùn)行時(shí)生成的代碼

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200980141635.0
• 申請(qǐng)日: 2009-09-30
• 公開（公告）號(hào): CN102187313A
• 公開（公告）日: 2011-09-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: N·赫林;D·C·賴頓
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 微軟公司
• 主分類號(hào): G06F9/30
• 分類號(hào): G06F9/30;G06F9/06;G06F9/44
• 代理公司: 上海專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 31100
• 代理人: 黃嵩泉

背景

傳統(tǒng)上，軟件編譯器產(chǎn)生本機(jī)代碼，即，對(duì)代碼將在其上運(yùn)行的機(jī)器來說是專用的二進(jìn)制代碼。由傳統(tǒng)的編譯器生成的本機(jī)(非托管)代碼通常包括操作系統(tǒng)運(yùn)行代碼所需要的所有事物，除此之外很少有別的。相比之下，在虛擬機(jī)環(huán)境中，源代碼被編譯成對(duì)任何特定的機(jī)器來說不是專用的中間字節(jié)代碼表示。另外，托管代碼編譯器的輸出通常包括比僅二進(jìn)制代碼多得多的信息。該附加信息描述二進(jìn)制代碼的特性，且有時(shí)被稱為元數(shù)據(jù)：用于描述其他數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)的通用術(shù)語(yǔ)，其中在此情況中，所描述的數(shù)據(jù)是二進(jìn)制代碼。包含中間字節(jié)代碼和元數(shù)據(jù)的容器有時(shí)被稱為托管匯編件。這些容器還可以被稱為類文件、Java檔案或Java模塊。在此所使用的術(shù)語(yǔ)“匯編件”或“托管匯編件”是指任何這樣的字節(jié)代碼和元數(shù)據(jù)的容器。

在非托管環(huán)境中，在運(yùn)行時(shí)，預(yù)先存在的本機(jī)指令被加載到存儲(chǔ)器并被執(zhí)行。在托管環(huán)境中，在運(yùn)行時(shí)，托管匯編件可以就在執(zhí)行之前被編譯或被翻譯成本機(jī)二進(jìn)制指令。即，托管匯編件可以被加載到存儲(chǔ)器并被即時(shí)(just-in-time，JIT)編譯器或運(yùn)行中(on-the-fly)編譯器編譯成機(jī)器專用的和運(yùn)行時(shí)專用的指令，然后執(zhí)行該指令。盡管托管環(huán)境的編譯/翻譯階段涉及可以影響性能的另外的處理，但另一方面，JIT/運(yùn)行中編譯器可以進(jìn)行非托管環(huán)境所不能利用的環(huán)境專用的優(yōu)化。例如，如果JIT/運(yùn)行中編譯器知道正在執(zhí)行的代碼完全可信任地運(yùn)行，則它可以跳過在非托管環(huán)境中不能跳過的某些昂貴的安全檢查。

在托管環(huán)境中，代替就在執(zhí)行托管匯編件之前編譯托管匯編件，源代碼或中間字節(jié)代碼可以由優(yōu)化編譯器編譯成本機(jī)二進(jìn)制代碼并在宿主系統(tǒng)上運(yùn)行之前被存儲(chǔ)(被高速緩存)。例如，諸如NGEN等的本機(jī)映像生成器可以通過在接收到執(zhí)行該匯編件之前將中間字節(jié)代碼轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制的本機(jī)機(jī)器指令來產(chǎn)生用于該環(huán)境的本機(jī)二進(jìn)制映像。以此方式，在運(yùn)行時(shí)，以類似于傳統(tǒng)的本機(jī)代碼環(huán)境的方式，預(yù)先存在的可執(zhí)行代碼可以無需第二編譯/翻譯階段就被加載和運(yùn)行。盡管高速緩存旨在通過移除在運(yùn)行時(shí)的JIT/運(yùn)行中編譯/翻譯過程來使得該匯編件執(zhí)行得更快，但可能不改善性能，這是因?yàn)樵陬A(yù)先高速緩存匯編件時(shí)不能進(jìn)行由JIT/運(yùn)行中編譯器進(jìn)行的環(huán)境專用的優(yōu)化。

如上面所說明的，大多數(shù)本機(jī)語(yǔ)言不跟蹤關(guān)于源代碼的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的信息。相反，由于在托管環(huán)境中產(chǎn)生的中間字節(jié)代碼中所包括的元數(shù)據(jù)，可以容易地在運(yùn)行時(shí)生成利用當(dāng)前現(xiàn)有的對(duì)象、創(chuàng)建新的對(duì)象、從現(xiàn)有的對(duì)象繼承等等的代碼。運(yùn)行時(shí)生成的代碼可以要求使用專用的機(jī)制以便無需從長(zhǎng)期存儲(chǔ)介質(zhì)(例如，硬盤)加載運(yùn)行時(shí)生成的代碼就創(chuàng)建或加載動(dòng)態(tài)代碼。這樣的機(jī)制在本文檔的其余部分中被稱為反射發(fā)出(Reflection?Emit)。也被稱為動(dòng)態(tài)地生成的代碼的在運(yùn)行時(shí)生成的代碼通常在每一進(jìn)程實(shí)例期間被編譯成中間字節(jié)代碼，且然后，被JIT/運(yùn)行時(shí)編譯器處理。這是并非微不足道的每進(jìn)程成本。

概述

如果諸如托管匯編件或托管匯編件的部分(例如方法或函數(shù))等的實(shí)體在運(yùn)行時(shí)生成另外的代碼，如果該方法或函數(shù)是純的，則高速緩存另外的運(yùn)行時(shí)生成的代碼，以使得在該實(shí)體的隨后的執(zhí)行時(shí)可以通過從緩存查找經(jīng)高速緩存的運(yùn)行時(shí)生成的代碼的標(biāo)識(shí)符并從高速緩存檢索所標(biāo)識(shí)的代碼來從高速緩存檢索該代碼，這旁路了代碼生成的一個(gè)或多個(gè)階段。此外，所高速緩存的代碼可以由編譯器預(yù)先編譯和/或可以作為額外的數(shù)據(jù)而被添加到源匯編件的元數(shù)據(jù)。因此，運(yùn)行時(shí)生成的代碼可以被高速緩存并跨越程序的各實(shí)例而被重用。在運(yùn)行時(shí)，檢查一個(gè)或多個(gè)運(yùn)行時(shí)生成的代碼高速緩存，且如果所標(biāo)識(shí)的實(shí)體存在于高速緩存中，則加載和使用該實(shí)體，這消除了中間字節(jié)代碼生成階段、編譯/翻譯階段或中間字節(jié)代碼生成階段和編譯/翻譯階段兩者。

提供本概述以便以簡(jiǎn)化形式介紹下面在詳細(xì)描述中進(jìn)一步描述的概念的選集。本概述不旨在標(biāo)識(shí)所要求保護(hù)的本主題的關(guān)鍵特征或必要特征，也不旨在用于限制所要求保護(hù)的本主題的范圍。

附圖簡(jiǎn)述

各圖中：

圖1是根據(jù)在此公開的本主題的各方面的用于高速緩存運(yùn)行時(shí)生成的代碼的系統(tǒng)的示例的框圖；

圖2a是本領(lǐng)域中已知的用于執(zhí)行動(dòng)態(tài)程序的方法；

圖2b是根據(jù)在此公開的本主題的各方面的用于高速緩存運(yùn)行時(shí)生成的代碼的方法的示例；

圖2c是根據(jù)在此公開的本主題的各方面的用于高速緩存運(yùn)行時(shí)生成的代碼的方法的另一示例；

圖3是闡釋在此公開的本主題的各方面可以在其中實(shí)現(xiàn)的計(jì)算環(huán)境的示例的框圖；和

圖4是根據(jù)在此公開的本主題的各方面的集成開發(fā)環(huán)境的示例的框圖。

詳細(xì)描述

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