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Java用于嵌入式系統(tǒng)的局限
java語言的諸多優(yōu)點在某些情況下恰恰可能成為其不利于在嵌入式系統(tǒng)中得以廣泛應(yīng)用的絆腳石。yjbys小編下面為你整理了關(guān)于Java用于嵌入式系統(tǒng)的局限，希望對你有所幫助。
局限1：性能較低
由于解釋Java字節(jié)碼比相當?shù)腃或C++寫的程序運行起來要慢5到10倍，對一些并非受制于CPU的嵌入系統(tǒng)來說，這一性能缺點不是問題，但是更經(jīng)常的較慢的速度會導(dǎo)致無法接受的應(yīng)答時間。
解決方案
有幾種可能的解決方案可緩解速度慢的問題。
使用更快、更強大的處理器，使系統(tǒng)響應(yīng)時間縮小到可以接受的范圍。不過這個方法將增加每個系統(tǒng)的成本。
使用母語Java編譯器來獲得比較好的性能。但這樣做，就放棄了與Java平臺無關(guān)的優(yōu)點，好在大多數(shù)嵌入系統(tǒng)都只在一種平臺上運行。
在系統(tǒng)上并入一個JIT編譯器，這樣Java類裝入時就被編譯。不過，如果為接納JIT編譯器而不得不增加額外的內(nèi)存，這個方法也會增加系統(tǒng)成本。另外，若系統(tǒng)各部分是按需求逐漸添加，則應(yīng)該控制程序裝入的時機，以使在裝入類進行編譯時產(chǎn)生的暫停不會影響系統(tǒng)的響應(yīng)時間。
局限2：垃圾收集的系統(tǒng)開銷過大
Java中的自動內(nèi)存分配和垃圾收集性能是很實惠的，但是，從實時系統(tǒng)的角度來看，它的問題恰好就在于它是自動的。當垃圾收集進行時，開發(fā)者對系統(tǒng)的控制就受限了。因為，垃圾收集運行時，它凍結(jié)了系統(tǒng)其余部分的處理。這是因為它必須要在內(nèi)存中移動對象，并必須在程序再次運行前，更新所有引用(指向)那些對象的程序變量。垃圾收集需要凍結(jié)處理的時間，具體取決于內(nèi)存量和處理器的速度。很顯然，這對硬實時系統(tǒng)是無法接受的，甚至極端時對軟實時系統(tǒng)也是成問題的。
解決方案
垃圾收集以三種方式開啟。首先JVM有一個后臺垃圾收集線程，此線程傾向于在它一看見系統(tǒng)有空閑就開始垃圾收集，若有事件想要喚醒另一個線程，后臺垃圾收集就會被該線程占先，但它不會立刻被占先，它得更新那些已被移動的對象的所有引用后，才能讓一個線程運行。其次，若JVM沒找到足夠內(nèi)存來滿足某個內(nèi)存分配請求，它將啟動一個不會被占先的垃圾收集，在該操作完成之前，系統(tǒng)的其余部分被禁止。最后，一個應(yīng)用程序能通過調(diào)用Systev.gc()方法來啟動垃圾收集。所以，如果知道系統(tǒng)暫時不會執(zhí)行任何時序上關(guān)鍵的任務(wù)，就可以啟動垃圾收集，避免稍后在更關(guān)鍵時段進行收集。
局限3：JVM的內(nèi)存開銷過大
前面我們也論述了許多 JVM的內(nèi)置特點，比如圖形和網(wǎng)絡(luò)，它們使得Java程序更快上市。所有這些特點的負面是JVM的內(nèi)存開銷。因為JVM是一個整塊(要達到Java的可移植的目的，必須完整的采納)，JVM的內(nèi)存占用量不能減少�，F(xiàn)在的JVM最少需要2MB以上的內(nèi)存。
解決方案
如果Java程序也在使用一些消耗內(nèi)存的功能，由于一個JVM中有那么多的功能，各個Java應(yīng)用程序就能寫得小一點。如果建立的是一個從網(wǎng)絡(luò)上動態(tài)下載并運行多個程序的系統(tǒng)，那么這將是個很大的優(yōu)點。但Java仍然不具備可配置性和可伸縮性。
局限4：缺乏直接硬件接口能力
Java缺乏直接同硬件接口的能力。JVM僅僅是一個虛擬的機器，一個對硬件的軟件抽象，虛擬機控制與實際硬件的接口，而我們只能和虛擬機打交道。
解決方案
但這并非是無法逾越的限制，很多C程序使用內(nèi)嵌匯編來規(guī)避性能上的瓶頸，所以Java程序也能使用C來獲得對硬件的直接訪問。
讓Java和C一起工作有兩種方式。首先，可以使用本地方式，它們是用C/C++或另一種語言寫的，但當調(diào)用時，則裝入與JVM同樣的內(nèi)存空間，運行于同樣的環(huán)境。因為它們被編譯成機器碼，本地方式運行更快并能直接訪問硬件。本地過程與Java代碼之間通過套接來彼此交流，就像網(wǎng)絡(luò)中通信端點使用的套接一樣。不過在選擇了混合語言方法后，Java的與平臺無關(guān)和安全特點就沒有了。
另外，可以考慮將前面提到的Java處理器作為軟件JVM的解釋器部分作為一種硬件實現(xiàn)方案。Java程序能在這些處理器上直接運行并操縱硬件，要注意的是必需加一些特殊目的的指令給這種語言才能直接與處理器一起工作。
局限5：語言尚不夠成熟
從標準的程序設(shè)計語言角度來看，Java還很年輕，也很粗糙。如果Java不是由一個小組開發(fā)的，也許某些錯誤和疏忽已經(jīng)被發(fā)現(xiàn)和解決了。在Java亮相以后，它立即被用于比原來預(yù)期更多的地方。這一切都意味著Java最初的構(gòu)思和實現(xiàn)，雖然堅實和有用，但在安全、大小和性能幾方面仍感欠缺。
在其進一步發(fā)展中，Sun公司分了三個步驟來促進Java成為一種通用語言和計算機平臺。首先，用Java編程實現(xiàn)現(xiàn)存的商業(yè)和企業(yè)的一些功能活動，諸如電子郵件、日歷和字處理程序。其次，把Java提供給企業(yè)，使它成為一種編寫內(nèi)部應(yīng)用程序的方法。最后一步，是為傳統(tǒng)嵌入式設(shè)備應(yīng)用，比如為移動電話、機頂盒以及打印機定義Java API以及語言功能。
由此可見，Java的嵌入式應(yīng)用是排在Sun公司日程的最后的，Sun公司在繼續(xù)為這些用途發(fā)展此語言，但對這方面的發(fā)展次于桌面及企業(yè)用途。按Sun公司的優(yōu)先順序，很可能還要過一段時間才能解決嵌入式應(yīng)用中涉及到的一些問題。在此之前，嵌入式系統(tǒng)的編程人員可能不得不迂回、妥協(xié)以及使用第三方解決方案。
Java開發(fā)的編程工具也仍在發(fā)展之中。有幾個廠家提供編譯器和開發(fā)工具，如Symantec、Microsoft以及Sun公司。Sun不再是JVM和JIT的惟一供應(yīng)商，其他幾個供應(yīng)商的產(chǎn)品也很有競爭力。Parasoft公司的Jtest軟件自動為Java模塊生成檢測案例，而Numega公司的Jcheck為JVM中的程序行為提供一定的可見性。不過兩者都只能處理調(diào)試程序中的一小部分，而且都是針對桌面系統(tǒng)開發(fā)設(shè)計的，雖然它們也能用于嵌入開發(fā)過程。
目前Java仍然沒有交叉調(diào)試解決方案，即那種傳統(tǒng)上被嵌入系統(tǒng)開發(fā)者用來處理目標平臺上程序的方案，所以很可能必須用C/C++來寫程序中針對硬件的部分。不管怎樣，開發(fā)者最好用一個C/C++交互調(diào)試器來調(diào)試那些代碼，并在目標系統(tǒng)上用彈出對話框，保持記錄文件，或其他類技巧來調(diào)試Java.
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