Java動(dòng)態(tài)編程技術(shù)實(shí)現(xiàn)框架下的軟件自愈合構(gòu)架構(gòu)建

1、Java動(dòng)態(tài)編程技術(shù)實(shí)現(xiàn)框架下的軟件自愈合構(gòu)架構(gòu)建摘要：隨著信息化進(jìn)程的不斷推進(jìn)，在各個(gè)領(lǐng)域計(jì)算機(jī)信息處理技術(shù)都有廣泛的應(yīng)用，促進(jìn)了金融業(yè)、航天業(yè)、交通業(yè)、通信業(yè)等行業(yè)的大力發(fā)展。對于計(jì)算機(jī)而言，軟件是核心，隨著科學(xué)技術(shù)的提升，人們對于軟件的復(fù)雜性和可靠性具有更高的要求，因此，基于Java動(dòng)態(tài)編程技術(shù)，實(shí)現(xiàn)軟件自愈合構(gòu)架的構(gòu)建，有助于信息處理技術(shù)的發(fā)展。關(guān)鍵詞：Java;動(dòng)態(tài)編程技術(shù)；自愈合系統(tǒng)90年代以后，軟件的發(fā)展進(jìn)入了嶄新時(shí)期，出現(xiàn)了軟件可靠性工程，實(shí)現(xiàn)了軟件理論和應(yīng)用的結(jié)合，在研究方面，促進(jìn)了軟件可靠性的發(fā)展。對于軟件可靠性的實(shí)現(xiàn)而言，自愈合系統(tǒng)是一種較好的實(shí)現(xiàn)方式，充分的結(jié)合了除錯(cuò)與

2、容錯(cuò)，當(dāng)軟件出現(xiàn)變化后，在相應(yīng)的程序下，根據(jù)各種信息，修改和調(diào)整系統(tǒng)，確保軟件的正確態(tài)度。對于軟件而言，自愈合系統(tǒng)具有較強(qiáng)的自適應(yīng)性，對于軟件的復(fù)雜程序具有較大的意義。一、自愈合構(gòu)架的發(fā)展現(xiàn)狀對于軟件而言，自愈合系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)其高可靠性，充分結(jié)合了系統(tǒng)除錯(cuò)方法和容錯(cuò)方法，借助于兩者的有效結(jié)合，進(jìn)而增加系統(tǒng)的可靠性。在自愈合系統(tǒng)中，系統(tǒng)容錯(cuò)是前提，系統(tǒng)除錯(cuò)是核心內(nèi)容，錯(cuò)誤的出現(xiàn)，不會(huì)使系統(tǒng)出現(xiàn)崩潰和失效現(xiàn)象。除錯(cuò)系統(tǒng)與容錯(cuò)系統(tǒng)具有較大區(qū)別，不只是簡單的對錯(cuò)誤進(jìn)行屏蔽，而是對錯(cuò)誤進(jìn)行主動(dòng)處理。經(jīng)過改正、診斷及驗(yàn)證等方法，對系統(tǒng)錯(cuò)誤實(shí)施修復(fù)，從系統(tǒng)中，將錯(cuò)誤修復(fù)和排除。在自愈合系統(tǒng)的研究方面，國內(nèi)經(jīng)歷

3、的時(shí)間比較短，各方面的技術(shù)比較稚嫩，對愈合程度具有較大限制，為了促進(jìn)自愈合系統(tǒng)的形成，研究方案主要有：（1）修復(fù)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：在程序運(yùn)行過程中，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)一旦出現(xiàn)錯(cuò)誤，該程序可以實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的修復(fù)，促進(jìn)程序的正常運(yùn)行；（2）軟精度需求：在系統(tǒng)可靠性的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)進(jìn)行精確的規(guī)范。在實(shí)際系統(tǒng)中，一個(gè)精確規(guī)范的獲得是非常不容易的。在整個(gè)運(yùn)行過程中，系統(tǒng)始終處于動(dòng)態(tài)，隨著時(shí)間和用戶的不斷變化，系統(tǒng)可以接受的行為也在改變，因而實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一的規(guī)范是很難的。而此系統(tǒng)的開發(fā)，建立的基礎(chǔ)是對精確規(guī)范的假設(shè)，致使系統(tǒng)具有較強(qiáng)的脆弱性。在軟精度的需求上，自愈合系統(tǒng)的建立，具有較大的彈性，有助于自愈合系統(tǒng)特性的實(shí)現(xiàn)，次方案具

4、有較強(qiáng)的可行性；（3）反射技術(shù)：為了支持自愈合的順利進(jìn)行，對于系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的各個(gè)方面，系統(tǒng)都能實(shí)現(xiàn)有效的訪問，在運(yùn)行時(shí)，對于各個(gè)方面也能進(jìn)行重新配置。經(jīng)過對反射技術(shù)的進(jìn)一步擴(kuò)展，對其繼承屬性的進(jìn)一步研究，對于自愈合系統(tǒng)的運(yùn)行，反射技術(shù)能夠起到自然的支持作用；（4）仿生技術(shù)：隨著環(huán)境的改變，生物系統(tǒng)表現(xiàn)出較強(qiáng)的健壯性和適應(yīng)性，隨著對其研究特性的不斷深入，最具有代表性的仿生技術(shù)就是細(xì)胞編程方式；（5）動(dòng)態(tài)重配置技術(shù)：現(xiàn)階段，自愈合系統(tǒng)比較常用的方式就是動(dòng)態(tài)重配置技術(shù)。此種方式構(gòu)建的框架，具有較強(qiáng)的開放性，同時(shí)組件也比較多，一旦出現(xiàn)錯(cuò)誤，框架可以利用組件的選擇和可配置性，實(shí)現(xiàn)自愈合。二、Java動(dòng)態(tài)編程

5、技術(shù)實(shí)現(xiàn)框架下的軟件自愈合構(gòu)架構(gòu)建1、Java動(dòng)態(tài)編程技術(shù)Java技術(shù)具有較多的動(dòng)態(tài)特性，有利于動(dòng)態(tài)構(gòu)架的構(gòu)建。以下對Java虛擬機(jī)的相關(guān)特性進(jìn)行分析：（1）在使用過程中，與硬件具有無關(guān)性：針對于不同的軟硬件環(huán)境，虛擬機(jī)所表現(xiàn)的版本也不一樣，隨著軟件特性的實(shí)現(xiàn)，所提供的借口也具有統(tǒng)一性，根據(jù)相應(yīng)的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，對軟硬件之間的差異進(jìn)行封裝。對Java經(jīng)過一次開發(fā)后，便可實(shí)現(xiàn)不同場景下的部署。只要Java代碼具有合法性，在任意Java虛擬機(jī)下都可運(yùn)行，無需考慮軟硬件的區(qū)別，降低了寄存器產(chǎn)生的依賴性；（2）對代碼的執(zhí)行實(shí)現(xiàn)完全掌控：在一個(gè)虛擬的運(yùn)行環(huán)境下，虛擬機(jī)對所有運(yùn)行的代碼實(shí)施確切的調(diào)整和監(jiān)控。在環(huán)

6、境內(nèi)部，存儲(chǔ)空間可以不斷擴(kuò)展，對生成對象和加載的類進(jìn)行維護(hù)，在堆棧上，對線程進(jìn)行調(diào)整。在運(yùn)行時(shí)，對屬性、加載類型、空間分布，應(yīng)該進(jìn)行清楚地了解。對當(dāng)前對象的指針引用、相互關(guān)系及儲(chǔ)存位置進(jìn)行完全控制。對所有內(nèi)存空間也實(shí)現(xiàn)完全管理。對線程的狀態(tài)、位置進(jìn)行完全的了解?？傊诖a的運(yùn)行過程中，在間隙運(yùn)行的輔助處理下，虛擬機(jī)對代碼的實(shí)際情況具有較好的掌控情況，促進(jìn)代碼的正常運(yùn)行；（3）操作能力比較強(qiáng)大：隨著內(nèi)部信息的不斷暴露，在相關(guān)接口處，虛擬機(jī)可以對一些外部控制方法進(jìn)行有效提供。這樣在執(zhí)行控制應(yīng)用和層面分析時(shí)，可以通過虛擬機(jī)來完成。這種操作能力比較強(qiáng)大，可以對虛擬機(jī)內(nèi)所有生成對象和加載類型實(shí)現(xiàn)遍歷，

7、對其屬性進(jìn)行修改，或?qū)Υa執(zhí)行進(jìn)行控制等；（4）執(zhí)行方式具有靈活性：在代碼執(zhí)行過程中，可以實(shí)現(xiàn)編譯執(zhí)行和解釋執(zhí)行，或者實(shí)現(xiàn)兩種的混合方式，這主要建立在代碼的優(yōu)化情況之上。具有較高性能是編譯執(zhí)行的主要優(yōu)點(diǎn)，只是在編譯過程中，將會(huì)消耗大量時(shí)間；在運(yùn)行過程中，解釋執(zhí)行可以對代碼實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)修改，是其最大的優(yōu)點(diǎn)。在調(diào)試過程中，可以實(shí)現(xiàn)代碼的任意修改，無需任何啟動(dòng)操作。2、Java技術(shù)的采用及自愈合框架的實(shí)現(xiàn)由于Java程語言具有動(dòng)態(tài)性，在字節(jié)碼工程的基礎(chǔ)上,此自愈合框架能夠?qū)崿F(xiàn)字節(jié)碼的動(dòng)態(tài)修改。整個(gè)軟件框架由環(huán)境監(jiān)控器、字節(jié)碼修改器、監(jiān)視程序、代碼演化器、程序分析器五個(gè)部分組成。在虛擬機(jī)的基礎(chǔ)上，與類文件形成了軟件框架，對環(huán)境管理器實(shí)現(xiàn)運(yùn)行。在實(shí)際運(yùn)行過程中，主要在此部分完成執(zhí)行。虛擬機(jī)可以實(shí)現(xiàn)對類文件的動(dòng)態(tài)加載，鏈接完成后，程序便可進(jìn)行正常進(jìn)行。自愈合框架的實(shí)現(xiàn)，具有較強(qiáng)的監(jiān)控能力,在Java虛擬機(jī)的基礎(chǔ)上，對軟件組件進(jìn)行觀察，使程序進(jìn)行正常狀態(tài)。對于程序分析器而言，可以通過監(jiān)視數(shù)據(jù)，對觀察數(shù)據(jù)進(jìn)行解釋，促進(jìn)對約束規(guī)則的分析，一旦程序出錯(cuò)，對于錯(cuò)誤定位信息，診斷器能夠正確給出，有助于自愈合框架的實(shí)現(xiàn)。結(jié)束語綜上所述，為了實(shí)現(xiàn)軟件自愈合框架，Java技術(shù)的采用，構(gòu)建了愈合環(huán)路，促進(jìn)了自愈合功能的實(shí)現(xiàn)，構(gòu)建了