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Hintergrund der Erfindung
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1. Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft allgemein Verfahren und Vorrichtungen
zum Optimieren der Ausführung
von Softwareanwendungen. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung
Verfahren und Vorrichtungen zum Durchführen von Kompilierungen oder
sonstigen Aktivitäten
während
Pausen in der Gesamtausführung
eines Computerprogramms zum Optimieren der Nutzung von Computersystemressourcen.
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2. Beschreibung des Standes
der Technik
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Computersysteme
sind oft über
ein Netzwerk, beispielsweise Nahbereichsnetze, Intranets und Internets,
aus Computersystemen dergestalt verbunden, dass sie Ressourcen wie
beispielsweise Softwareanwendungen gemeinsam nutzen können. Generell
können
Softwareanwendungen, oder Computerprogramme, verschiedenen Computersystemen
in verschiedenen Formaten dargeboten werden, weil jedes Computersystem
Softwareanwendungen in einem bestimmten Format benötigt. Alternativ
können
die Computerprogramme einem Computersystem in einer maschinenunabhängigen Form,
d. h. als Byte-Codes, dargeboten werden, damit eine Form eines Computerprogramms
von vielen verschiedenen Computersystemen verwendet werden kann.
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Wenn
Computerprogramme in einer maschinenunabhängigen Form dargeboten werden,
so können
die Programme direkt interpretiert werden, oder die Programme können in
maschinenabhängigen Code,
d. h. "Maschinencode", übersetzt
werden. Programme, die direkt übersetzt
werden, brauchen weniger Platz in einem Computersystem als Programme, die
in Maschinencode übersetzt
werden. Allerdings haben Programme, die direkt interpretiert werden,
in dem meisten Fällen
langsamere Ausführungsgeschwindigkeiten
als Programme, die in Maschinencode übersetzt werden. Daher wird
die Entscheidung, ob ein Computerprogramm direkt interpretiert wird,
anstatt das Computerprogramm in Maschinencode zu übersetzen,
oft auf die relative Bedeutung des Platzes im Vergleich zur Ausführungsgeschwindigkeit
gestützt.
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Ein
Ansatz zur Kompilierung besteht darin, Verfahren innerhalb eines
Programms zu kompilieren, das in die aktive Ausführung geht, wenn der Ausführungsbefehl
zum ersten Mal ergeht. Dieser Ansatz wird häufig entweder als dynamische
oder "Laufzeit"-Kompilierung bezeichnet.
Ein Problem bei der dynamischen Kompilierung ist, dass der mit dem
Programm verbundene Kompilierungsaufwand übermäßig hoch werden kann. Das heißt, wenn
eine relativ große
Anzahl von Verfahren ungefähr
zur selben Zeit kompiliert werden muss, so kann der Aufwand, der mit
der Kompilierung des Programms verbunden ist, einen Umfang annehmen,
der sich nachteilig auf die Gesamtausführung des Programms auswirkt.
Generell kann eine Über-Nutzung
von Systemressourcen zur Kompilierung zu einer weniger effizienten,
langsameren Ausführung
des Programms führen.
Außerdem
kann diese Zeit, die ein Kompilierer braucht, der Verfahren während der
aktiven Programmausführung
kompiliert, Pausen in die Ausführung
des Programms eintragen, die von einem Benutzer bemerkt werden.
Wenn beispielsweise ein Benutzer einen Befehl in das Programm eingibt,
während
der Kompilierungsaufwand des Programms hoch ist, so kann es bei
der Reaktion auf die Benutzereingabe zu einer Verzögerung kommen.
Solche Verzögerungen
bei der Reaktion können
für einen
Benutzer ärgerlich sein.
Darum wären
Mechanismen wünschenswert, welche
die augenscheinliche Effizienz einer dynamischen Kompilierung von
Verfahren in einem Computerprogramm verbessern.
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Franz,
M.: "Run-Time Code
Generation as a Central System Service", Workshop on Hot Topics in Operating
Systems, 5. Mai 1997, Seiten 112 bis 117, offenbart Verfahren zur
kontinuierlichen Rekompilierung von kompiliertem Code während der
Ausführung
eines Computerprogramms während
der Leerlaufzeiträume
in der Verarbeitung eines Computerprogramms zum Zweck der Optimierung
von kompiliertem Code. Die kontinuierliche Rekompilierung von kompiliertem
Code ermöglicht
es außerdem,
dass dynamisch verknüpfter
Code die Erscheinung und die Vorteile einer monolithischen Anwendung
hat und trotzdem noch erweiterbar ist.
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Um
die oben genannten und weitere Aufgaben der Erfindung zu erfüllen, werden
Verfahren und eine Vorrichtung zum dynamischen Kompilieren von Verfahren
während
der Leerlaufzeiträume
in der Ausführung
eines Computerprogramms offenbart. Die beschriebenen Verfahren eignen
sich besonders zur Verwendung in Computersystemen, die dafür konfiguriert
sind, sowohl interpretierte als auch kompilierte Byte-Codes auszuführen. Gemäß einem
Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein per Computer implementiertes
Verfahren zum dynamischen Kompilieren von Verfahren während eines
Leerlaufzeitraums in der Verarbeitung eines Computerprogramms bereitgestellt,
wobei das per Computer implementierte Verfahren Folgendes umfasst:
Identifizieren des Leerlaufzeitraums; Identifizieren eines ersten
interpretierbaren Verfahrens, das während des Leerlaufzeitraums
aus mehreren interpretierbaren Verfahren ausgewählt wurde, wobei die mehreren
Verfahren in dem Computerprogramm enthalten sind, wobei das Computerprogramm
unter Verwendung von sowohl interpretiertem Programmcode als auch
kompiliertem Programmcode ausgeführt
werden kann; und Initialisieren einer Kompilierung des ersten Verfahrens,
wobei die Initialisierung der Kompilierung des ersten Verfahrens
während
des Leerlaufzeitraums erfolgt.
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Bei
einer Ausführungsform
wird, wenn während
der Kompilierung eines Verfahrens ein Interrupt empfangen wird,
die Fortführung
der Kompilierung für
einen vorgegebenen Zeitraum zugelassen. Wenn die Kompilierung nicht
während
des vorgegebenen Zeitraum vollendet wird, so wird die Kompilierung
abgebrochen.
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Das
Verfahren kann des Weiteren die Vollendung der Kompilierung des
ersten Verfahrens beinhalten, wenn ein Interrupt empfangen wird.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Computersystem zum dynamischen Kompilieren
von Verfahren während
eines Leerlaufzeitraums in der Verarbeitung eines Computerprogramms
bereitgestellt, wobei das Computersystem Folgendes umfasst: einen
Mechanismus zum Identifizieren des Leerlaufzeitraums; einen Mechanismus zum
Identifizieren eines ersten interpretierbaren Verfahrens, das während des
Leerlaufzeitraums aus mehreren interpretierbaren Verfahren ausgewählt wurde,
wobei die mehreren Verfahren in dem Computerprogramm enthalten sind
und das Computerprogramm unter Verwendung von sowohl interpretiertem
Programmcode als auch kompiliertem Programmcode ausgeführt werden
kann; und einen Kompilierer zum Initialisieren einer Kompilierung
des ersten Verfahrens während
des Leerlaufzeitraums.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt wird ein Computerprogrammcode bereitgestellt, der
durch eine Datenverarbeitungsvorrichtung ausgeführt werden kann, um die Verfahrens-
und Computersystemaspekte der Erfindung bereitzustellen. Es wird
des Weiteren ein Computerprogrammprodukt bereitgestellt, das ein
computerlesbares Speichermedium umfasst, auf dem der Computerprogrammcode
gemäß diesem
Aspekt der Erfindung gespeichert ist.
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Diese
und weitere Vorteile der vorliegenden Erfindung werden beim Lesen
der folgenden detaillierten Beschreibungen und beim Studium der
verschiedenen Figuren der Zeichnungen deutlich.
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Die
Erfindung kann am besten anhand der folgenden Beschreibung in Verbindung
mit den begleitenden Zeichnungen verstanden werden.
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1 ist
ein Blockschaubild eines Computersystems, das Code dynamisch gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung kompiliert.
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2 ist
ein Prozessablaufdiagramm, das die Schritte veranschaulicht, die
mit der Ausführung eine
Programms verbunden sind, das die Fähigkeit enthält, Code
während
Pausen gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zu kompilieren.
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3 ist
ein Prozessablaufdiagramm, das die Schritte veranschaulicht, die
mit der Durchführung
von Kompilierungen von Verfahren, d. h. Schritt 216 von 2,
gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung verbunden sind.
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4 ist
ein Prozessablaufdiagramm, das die Schritte veranschaulicht, die
mit dem Identifizieren des Verfahrens der höchsten Priorität, d. h. Schritt 302 von 3,
gemäß einer
Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung verbunden sind.
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5 veranschaulicht
ein typisches Allzweckcomputersystem, das sich für die Implementierung der vorliegenden
Erfindung eignet.
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6 ist
eine schaubildhafte Darstellung einer virtuellen Maschine, die sich
für die
Implementierung der vorliegenden Erfindung eignet.
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Detaillierte
Beschreibung der Ausführungsformen
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Wie
oben beschrieben, kann die dynamische Kompilierung von Verfahren,
die mit einem Byte-codierten Programm verbunden sind, während das
Programm aktiv arbeitet, dazu führen,
dass das Programm ineffizient arbeitet. Diese Ineffizienz kann das Ergebnis
einer zu starken Beanspruchung der verfügbaren Computersystemressourcen
durch den Kompilierer oder des Kompilierungsaufwandes sein. Die
Zeit, die ein Kompilierer braucht, der dynamisch Verfahren während der
aktiven Programmausführung
kompiliert, kann Verzögerungen
in die Ausführung
des Programms eintragen. Wenn ein Benutzer diese Verzögerungen
wahrnimmt, so können
die Verzögerungen
als inakzeptabel empfunden werden, besonders eine Verzögerung relativ
lang ist, beispielsweise länger
als etwa 200 Millisekunden.
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Ein
Ansatz zur Verbesserung der Leistung solcher Programme besteht darin,
das Vermischen von sowohl interpretierten als auch dynamisch kompilierten
Byte-Codes zu gestatten. In einem solchen System müssen immer
noch Entscheidungen getroffen werden, wann es effizient ist, ein
bestimmtes Verfahren zu kompilieren. Bei der vorliegenden Erfindung
werden ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Verzögern der
dynamischen Kompilierung von Verfahren in einem Computerprogramm
bei relativ hohem Kompilierungsaufwand beschrieben. Genauer gesagt,
kann – wenn
festgestellt wird, dass der Kompilierungsaufwand zu hoch ist – die dynamische Kompilierung
wenigstens einiger der Verfahren verzögert werden, bis es Zeiträume von
relativ geringerer Aktivität
in der Gesamtverarbeitung des Programms gibt.
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Durch
Verzögern
der dynamischen Kompilierung wenigstens einiger Byte-codierter Verfahren,
die zur Kompilierung vorgesehen sind, können Computerressourcen effizienter
genutzt werden. Während ein
Computerprogramm während
der Verarbeitung im Wesentlichen inaktiv ist, beispielsweise wenn
sich das Computerprogramm im Leerlauf befindet, während es
auf eine Eingabe von einem Benutzer wartet, so ist der Gesamtressourcenauslastungsaufwand
in Verbindung mit der Ausführung
des Programms allgemein relativ niedrig. Während solcher Zeiträume mit
niedriger Aktivität
können
die verfügbaren
Systemressourcen genutzt werden, um Kompilierungen von Verfahren
durchzuführen,
die zuvor als Verfahren identifiziert wurden, die zu kompilieren
sind. Die Durchführung
von Kompilierungen, während
der Rechenaufwand des Computerprogramms niedrig ist, gestattet die
effiziente Nutzung von Gesamtsystemressourcen und verursacht in
der Regel keine Verzögerungen,
die von einem Benutzer bemerkt werden.
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Zunächst wird
unter Bezug auf 1 ein Computersystem, das eine
dynamische Kompilierung von Byte-Codes gestattet, gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung beschrieben. Byte-Codes 144 werden
als Eingabewerte in ein Computersystem 146 bei Laufzeit
eingegeben. Byte-Codes 144, die allgemein als ein Computerprogramm
organisiert sein können,
sind in der Regel in zerlegbaren Segmenten wie beispielsweise als
Verfahren oder Routinen angeordnet. Bei einer Ausführungsform
können
Byte-Codes 144 von einer Kompilierzeit-Umgebung innerhalb
einer virtuellen Maschine an eine Laufzeit-Umgebung, beispielsweise ein Computersystem 146,
innerhalb derselben virtuellen Maschine übermittelt werden. Eine geeignete
virtuelle Maschine, auf der die vorliegende Erfindung implementiert
werden kann, wird unten anhand von 6 näher besprochen.
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Wenn
Byte-Codes 144 an das Computersystem 146 übermittelt
werden, so können
die Byte-Codes 144 mit einem Interpretierer 148 verarbeitet
werden. Stattdessen können
die Byte-Codes 144 auch durch einen Kompilierer 150 kompiliert
werden, um kompilierte Byte-Codes 152 zu erzeugen. Es versteht sich,
dass die Byte-Codes 144 allgemein sowohl in den Interpretierer 148 als
auch in den Kompilierer 150 im Wesentlichen gleichzeitig
zur Verarbeitung eingegeben werden können.
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Jedes
Mal, wenn ein Verfahren aufgerufen wird, werden – wenn das Verfahren nicht
kompiliert wird – Byte-Codes 144,
die mit dem Verfahren verbunden sind, mittels des Interpretierers 148 interpretiert.
Bei einer Ausführungsform
wird ein Messwert bezüglich
der Anzahl, wie oft ein Verfahren interpretiert wird, geführt. Zu
solchen Messwerten kann eine Zähleinrichtung
gehören,
beispielsweise ein Aufrufzähler,
der in jedem interpretierten Verfahren enthalten ist und jedes Mal,
wenn das Verfahren interpretiert wird, inkrementiert wird.
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Wenn
die Anzahl, wie oft ein Verfahren interpretiert wird, eine Schwelle,
d. h. einen begrenzenden Wert, überschreitet,
kann das Verfahren mittels eines Kompilierers 150 kompiliert
werden. Das wiederholte Interpretieren eines Verfahrens, das in
häufig
ausgeführtem
Code 158 enthalten ist, kann ineffizient sein, weil interpretierter
Byte-Code 154 im Allgemeinen langsamer oder weniger effizient
ausgeführt
wird als kompilierter Code. Das Kompilieren von häufig ausgeführtem Code 158 kann
es im Allgemeinen ermöglichen,
dass Verfahren, die in häufig
ausgeführtem
Code 158 verkörpert
sind, effizienter ausgeführt
werden, weil Zeiteinsparungen, die durch Kompilieren des Verfahrens
gewonnen werden, wahrscheinlich den Kompilierungsaufwand wettmachen,
der mit dem Kompilierungsprozess verbunden ist.
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Während der
Laufzeit wird der Kompilierungsaufwand, der mit dem Kompilieren
der Byte-Codes 144 unter Verwendung des Kompilierers 150 verbunden
ist, überwacht,
um zu gewährleisten,
dass der Kompilierungsaufwand nicht ein normalerweise vorgegebenes
maximal akzeptables Niveau übersteigt.
Der Kompilierungsaufwand wird oft in Form des Prozentsatzes an Prozessorzeit
ausgedrückt, der
zur Kompilierung im Gegensatz zur Ausführung benötigt wird. Die vorgegebene
maximale Aufwandshöhe
kann je nach den Erfordernissen und Eigenschaften eines bestimmten
Systems variiert werden. Für
eine virtuelle Maschine beispielsweise, die eine hohe Ausführungsleistung
haben soll, kann das vorgegebene maximale Niveau innerhalb des Bereichs von
ungefähr
10 Prozent bis ungefähr
30 Prozent Auslastung der Gesamtsystemressourcen liegen. Wenn der
Aufwand, der mit der Kompilierung von Byte-Codes 144 verbunden
ist, das vorgegebene maximale Niveau übersteigt, so können Verfahren, die
kompiliert werden würden,
wenn der Kompilierungsaufwand geringer wäre, in eine Ausführungsliste
oder -schlange eingefügt
werden. Diese Ausführungsliste
ist im Wesentlichen eine Warteliste von Verfahren, die verarbeitet
werden können,
wenn der Kompilierungsaufwand geringer ist, d. h. Verfahren in der
Ausführungsliste
können
kompiliert werden, wenn der Kompilierungsaufwand geringer ist. Genauer
gesagt, kann die Ausführungsliste
zu Zeiten verarbeitet werden, wenn sowohl der Kompilierungsaufwand
als auch der Gesamtrechenaufwand, der mit dem Computersystem 146 verbunden
ist, auf einem niedrigen Niveau liegen.
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Wenn
Byte-Codes während
anderweitig inaktiven Zeiträumen
in der Gesamtausführung
eines Programm kompiliert werden sollen, beispielsweise während Leerlaufzeiträumen, zu
denen es während der
gesamten Verarbeitung von Byte-Codes kommt, so kann das Programm überwacht
werden, um festzustellen, wenn Pausen entstehen. Als nächstes wird unter
Bezug auf 2 ein Prozess der Ausführung eines
Programms oder einer Anwendung, welche die Fähigkeit zum Kompilieren von
Code während
Pausen beinhaltet, gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung beschrieben. Die Ausführung eines Programm beginnt
bei Schritt 210, und in Schritt 212 wird eine
Feststellung getroffen, ob die Ausführung des Programms einen Leerlaufzeitraum erreicht
hat.
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Ein
Leerlaufzeitraum ist allgemein eine Pause, beispielsweise eine Denkpause,
in der Verarbeitung des Programms, während der das Programm im Wesentlichen
inaktiv ist. Das Programm kann auf eine Aktion, wie beispielsweise
ein Zeitsteuerungssignal, von dem zugehörigen Betriebssystem warten, oder
das Programm kann auf eine Benutzereingabe vor dem aktiven Fortsetzen
der Ausführung
warten. Im Allgemeinen kommt es zu einer Denkpause, während das
Programm auf eine Aktion von einem Benutzer wartet. Es versteht
sich, dass die Länge
eines Leerlaufzeitraums in einem weiten Bereich variieren kann.
Beispielsweise kann die Länge
eines Leerlaufzeitraums von sehr wenigen Millisekunden bis ungefähr eine
halbe Sekunde reichen. Wenn ein Leerlaufzeitraum eintritt, weil
ein Programm auf eine Eingabe von einem Benutzer wartet, so kann
der Leerlaufzeitraum allgemein viel länger sein, wie beispielsweise
in der Größenordnung
einer Anzahl von Sekunden, Minuten, Tagen oder mehr.
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Im
Allgemeinen wird ein Schwellenwert benutzt, um eine "nützliche" Pause zu erkennen. Wenn beispielsweise
die tatsächliche
Pause eine vorgegebene Anzahl von Millisekunden gedauert hat, so
kann das System die Pause als eine nützliche Pause erkennen, die
wahrscheinlich noch eine ganze Weile länger dauern wird. Wenn die
Pause wahrscheinlich fortgesetzt wird, kann die Fortführung von
Kompilierungen gestattet werden, um die Pause auszunutzen. Daher
beinhaltet die Feststellung in Schritt 212, ob die Ausführung des
Programms einen Leerlaufzeitraum erreicht hat, die Feststellung,
ob ein Zeitraum von geringer Aktivität einen Schwellenwert erreicht
hat, beispielsweise ungefähr
100 Millisekunden oder ungefähr
eine halbe Sekunde.
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Im
Allgemeinen kann das Eintreten eines Leerlaufzeitraums oder eines
Zeitraums mit relativ geringer Aktivität durch Überwachen der Auslastung der
zentralen Verarbeitungseinheit (CPU), die mit der Ausführung des
Programms verbunden ist, festgestellt werden. Stattdessen kann das
Vorhandensein eines Leerlaufzeitraums auch durch Überwachen des
Status' von Befehlsfolgen,
die mit dem Gesamtcomputersystem verbunden sind, festgestellt werden.
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Wenn
die CPU-Auslastung überwacht
wird, um Zeiträume
relativer Inaktivität
zu erkennen, so wird die CPU-Auslastung im Wesentlichen überwacht,
um festzustellen, wann die CPU-Auslastung unter
eine bestimmte Auslastungsschwelle abfällt. Die Auslastungsschwelle,
d. h. eine "Schwelle
geringer Aktivität", kann in einem weiten
Bereich variiert werden. Beispielsweise kann die Auslastungsschwelle
so eingestellt werden, dass, wenn im Wesentlichen nur Aktivitäten mit
niedrigem Aufwand stattfinden, wie beispielsweise das Einstellen
eines Cursors, der periodisch blinkt, das Programm als "im Leerlauf befindlich" betrachtet wird.
Wenn bei einer Ausführungsform
die CPU-Auslastung während
der Verarbeitung des Programms unter eine Auslastungsschwelle abfällt, die
bei ungefähr
20 Prozent der Gesamtsystemressourcen liegt, so wird die Gesamtverarbeitung
des Programms als in einem Zeitraum geringer Aktivität befindlich
betrachtet. Zu solchen Zeiten können
wenigstens ungefähr
80 Prozent der Systemressourcen zur Nutzung zur Verfügung stehen.
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Das Überwachen
des Status' von
Befehlsfolgen kann das Untersuchen eines Befehlsfolgenplaners beinhalten,
wie dem Fachmann klar sein wird. Wenn der Befehlsfolgenplaner anzeigt,
dass alle Befehlsfolgen blockiert sind, d. h. dass sich im Wesentlichen
keine der Befehlsfolgen in einem ablauffähigen Zustand befindet, so
lautet die Schlussfolgerung, dass das Programm keine CPU-Zeit verbraucht.
Die CPU-Zeit wird im Allgemeinen erst dann gebraucht, wenn ein Signal
ankommt, woraufhin die Sperre einer Befehlsfolge aufgehoben werden
kann. Wenn keine CPU-Zeit
verbraucht wird, so befindet sich das Programm allgemein in einem
Leerlaufzeitraum.
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Wenn
in Schritt 212 festgestellt wird, dass sich die Ausführung des
Programms nicht in einem Leerlaufzeitraum befindet, so kehrt der
Prozessablauf zu Schritt 210 zurück, wo die Ausführung des Programms
fortgesetzt wird. Wenn stattdessen in Schritt 212 festgestellt
wird, dass ein Leerlaufzeitraum vorliegt, so wird in Schritt 214 eine
Feststellung getroffen, ob Aufgaben anstehen, beispielsweise Kompilierungen.
Das heißt,
es wird eine Feststellung getroffen, ob es Aufgaben gibt, die zur
Ausführung während Leerlaufzeiträumen vorgesehen
sind. Zu den Aufgaben kann allgemein ein weites Feld von Aufgaben
gehören,
wie beispielsweise Kompilierungen und Datenmüllsammlungen. Solche Aufgaben können anhand
ihrer relativen Wichtigkeit innerhalb eines Systems priorisiert
werden. Bei der beschriebenen Ausführungsform werden die Aufgaben
anhand anstehender Kompilierungen beschrieben.
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Anstehende
Kompilierungen können
allgemein von zwei Quellen erhalten werden: einer Datenbankliste
und einer Ausführungsliste,
bei denen es sich um Listen von "Kandidaten"-Verfahren zur Kompilierung
handelt. Eine Konfiguration zur Erstellung einer Datenbankliste
kann ein System beinhalten, das kompilierte Verfahren überwacht,
wie beispielsweise eine Konfiguration zum Erstellen einer Datenbankliste,
wenn eine Datenbank eingebettet wird. Bei einem solchen System ist
die Datenbankliste im Wesentlichen eine "Arbeitsgruppe" oder eine "Kandidatengruppe" von Verfahren, die während einer
vorangegangenen Ausführung
des Programms kompiliert wurden und als Verfahren betrachtet werden,
die wahrscheinlich während
einer anschließenden
Ausführung
des Programms kompiliert werden. Es können auch andere Mechanismen
zum Erstellen oder Ergänzen
einer Datenbankliste verwendet werden. Es versteht sich, dass bei
einigen Ausführungsformen
die Datenbankliste auch andere Aufgaben enthalten kann, wie beispielsweise
die Durchführung von
Datenmüllsammlungen.
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Eine
Ausführungsliste,
wie oben angesprochen, ist eine Schlange aus Verfahren – oder eine Kandidatengruppe
von Verfahren -, die während
der momentanen Ausführung
des Programms erstellt wird. Die Ausführungsliste kann Verfahren
enthalten oder bezeichnen, deren Kompilierung unterdrückt wurde,
weil der Kompilierungsaufwand zuvor als zu hoch eingeschätzt wurde,
um ein Kompilieren der Verfahren zuzulassen. Die Ausführungsliste
kann ebenso Verfahren bezeichnen, die der Liste periodisch durch
einen separaten Abtastungsprozess hinzugefügt wurden, der die Aufrufzähler überprüft, d. h. Zähler, die
zählen,
wie oft ein Verfahren interpretiert wurde, die interpretierten Verfahren
zugeordnet sind. Im Allgemeinen wird der Auf rufzähler für ein Verfahren
jedes Mal inkrementiert, wenn das Verfahren aufgerufen wird. Der
Abtaster kann periodisch Aufrufzähler überprüfen, um
festzustellen, ob Aufrufzähler von
Verfahren, die nicht kürzlich
aufgerufen wurden, sich auf einem Niveau befinden, das momentan
so eingeschätzt
wird, dass das Verfahren als kompilationsfähig angesehen werden kann.
Da die Schwelle, beispielsweise die Anzahl der Aufrufe eines Verfahrens,
die allgemein erreicht werden muss, damit das Verfahren zur Kompilierung
in Betracht gezogen wird, während
einer Programmausführung
variieren kann, können
Verfahren mit Aufrufzählern,
die über einer
momentanen Schwelle liegen, der Ausführungsliste durch den Abtaster
hinzugefügt
werden. Es können
auch andere Mechanismen zum Erstellen oder Ergänzen der Ausführungsliste
verwendet werden. Bei einigen Ausführungsformen kann die Ausführungsliste
einer allgemeinen Arbeitsliste zugeordnet sein, die anstehende Kompilierungen
neben weiteren anstehenden Aufgaben, beispielsweise Datenmüllsammlungen,
enthält.
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Wenn
durch Überprüfen der
Ausführungsliste
und der Datenbankliste in Schritt 214 festgestellt wird,
dass es keine anstehenden Aufgaben gibt, so kehrt der Prozessablauf
zu Schritt 210 zurück,
wo das Programm weiter ausgeführt
wird. Wenn andererseits festgestellt wird, dass es anstehende Kompilierungen
gibt, so werden in Schritt 216 die Aufgaben, beispielsweise
Kompilierungen, ausgeführt.
Die Schritte, die mit der Durchführung
der anstehenden Kompilierungen verbunden sind, werden unten unter Bezug
auf 3 beschrieben. Nachdem anstehende Kompilierungen
ausgeführt
sind, kehrt der Prozessablauf zu Schritt 210 zurück, wo das
Programm weiter ausgeführt
wird.
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Wie
zuvor angesprochen, wird bei der beschriebenen Ausführungsform
ein Verfahren kompiliert, wenn erwartet wird, dass das Kompilieren
des Verfahrens und das Aufrufen des kompilierten Verfahrens wahrscheinlich
effizienter ist als das Interpretieren des Verfahrens. Solche Kompilierungen
können
verzögert
werden, bis es Leerlaufzeiträume
während
der Ausführung
des Gesamtprogramms gibt, um einen übermäßigen Kompilierungsaufwand
zu vermeiden. 3 ist ein Prozessablaufdiagramm, das
die Schritte veranschaulicht, die mit der Durchführung von verzögerten Kompilierungen
von Verfahren, d. h. Schritt 216 von 2,
gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung verbunden sind. Der Prozess der Durchführung von
Kompilierungen beginnt bei Schritt 302, wo das Kandidaten-Verfahren
mit der höchsten
Priorität
identifiziert wird. Bei einer Ausführungsform kann das Verfahren der
höchsten
Priorität
das Verfahren mit der größten Anzahl
von Aufrufzählungen
in der Ausführungsliste oder
das Verfahren mit der größten Anzahl
von Aufrufzählungen,
die durch die Ausführungsliste
identifiziert wurden, sein. Stattdessen kann das Verfahren von höchster Priorität auch das
Verfahren mit der kürzesten
erwarteten Kompilierungszeit auf der Ausführungsliste sein. Die Identifizierung
des Verfahrens der höchsten
Priorität
wird weiter unten unter Bezug auf 4 näher beschrieben.
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Nachdem
das Verfahren von höchster
Priorität
in Schritt 302 identifiziert wurde, wird in Schritt 304 eine
Feststellung getroffen, ob das Verfahren von höchster Priorität bereits
kompiliert wurde. Das Verfahren von höchster Priorität kann aus
einer Vielzahl verschiedener Gründe
bereits kompiliert sein. Beispielsweise kann das Verfahren, nachdem
es in die Ausführungsliste
gelegt wurde, im Verlauf der Gesamtprogrammausführung aufgerufen und kompiliert werden,
während
der Kompilierungsaufwand niedrig ist. Daher ist das Verfahren bereits
kompiliert und wurde möglicherweise
noch nicht aus der Ausführungsliste
entfernt, weil ein wiederholtes Aktualisieren der Ausführungsliste
teuer ist. Das Verfahren der höchsten
Priorität
kann ebenso bereits kompiliert sein, wenn das Verfahren aus der
Datenbankliste entnommen wurde. Das heißt, wenn dasselbe Verfahren
sowohl in der Ausführungsliste
als auch in der Datenbankliste erscheint, wenn das Verfahren beispielsweise
bereits unter Verwendung der Ausführungsliste kompiliert wurde
und die Datenbankliste aufgrund der hohen Kosten nicht aktualisiert
wird, so kann das Verfahren bereits kompiliert sein, wenn es als
das Verfahren der höchsten
Priorität
in der Datenbankliste identifiziert wird.
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Wenn
in Schritt 304 festgestellt wird, dass das Verfahren der
höchsten
Priorität
bereits kompiliert ist, so kann das Verfahren aus der entsprechenden
Liste, d. h. aus der Ausführungsliste
oder der Datenbankliste, entfernt werden, und der Prozessablauf kehrt
zu Schritt 302 zurück,
wo ein neues Verfahren der höchsten
Priorität
identifiziert wird. Wenn stattdessen festgestellt wird, dass das
Verfahren der höchsten
Priorität
nicht bereits kompiliert wurde, so beginnt in Schritt 306 die
Kompilierung des Verfahrens der höchsten Priorität. Das heißt, die
Kompilierung des Verfahrens der höchsten Priorität wird initialisiert.
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Während der
Kompilierung des Verfahrens der höchsten Priorität können Interrupts
empfangen werden. Im Allgemeinen können Interrupts Zeitsteuerungssignale
und Benutzereingaben, beispielsweise Tastatureingaben, enthalten.
In Schritt 308 wird festgestellt, ob ein Interrupt empfangen
wurde. Wie der Fachmann weiß,
kann, wenn ein Interrupt empfangen wird, die Kompilierung des Verfahrens
der höchsten
Priorität
automatisch enden, damit der Interrupt nach Bedarf verarbeitet werden
kann.
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Wenn
ein Interrupt empfangen wurde, so darf die Kompilierung des Verfahrens
der höchsten Priorität für einen
vorgegebenen Zeitraum in Schritt 314 fortgesetzt werden.
Der vorgegebene Zeitraum ist bei einer Ausführungsform im Wesentlichen
eine "Lebenszeit" für eine Kompilierung,
nachdem ein Signal empfangen wurde, das wenigstens eine Befehlsfolge
in einen lauffähigen
Zustand versetzt. Indem man die Kompilierung bis kurz nach dem Empfang
eines Interrupts weiterlaufen lässt,
erhält
die Kompilierung eine Chance, vollendet zu werden, falls die Kompilierung
kurz vor der Vollendung steht.
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Obgleich
der vorgegebene Zeitraum in weitem Umfang variiert werden kann,
ist der vorgegebene Zeitraum im Allgemeinen eine Sache von Millisekunden,
beispielsweise "X
Millisekunden".
Kürzere Zeiträume im Bereich
von ungefähr
10 Millisekunden bis ungefähr
200 Millisekunden sind bevorzugt, weil beobachtet wurde, dass Verzögerungen
von mehr als ungefähr
200 Millisekunden in Reaktion auf eine Benutzereingabe wahrgenommen
werden und daher oft zu einem Ärgernis
für einen
Benutzerwerden. Der Zeitraum kann je nach der Signalquelle oder
der Priorität
der Befehlsfolgen in einem lauffähigen
Zustand variiert werden, wobei kürzere
Zeiträume
für Signale oder
Befehlsfolgen mit höherer
Priorität
verwendet werden.
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Nachdem
die Kompilierung in Schritt 314 für den vorgegebenen Zeitraum
fortfahren durfte, wird in Schritt 316 eine Feststellung
getroffen, ob die Kompilierung während
des vorgegebenen Zeitraums erfolgreich zu Ende geführt wurde.
Wenn die Kompilierung zu Ende geführt wurde, so schreitet der
Prozessablauf weiter zu Schritt 210 von 2,
wo die Gesamtausführung
des Programms fortfährt.
Es ist zu beachten, dass, sobald die Kompilierung vollendet ist,
das neu kompilierte Verfahren ebenfalls entweder aus der Ausführungsliste
oder aus der Datenbankliste entfernt wird, je nachdem, aus welcher
Liste das Verfahren entnommen wurde.
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Wenn
die Kompilierung während
des vorgegebenen Zeitraums nicht vollendet wird, so schreitet der
Prozessablauf von Schritt 316 zu Schritt 318 voran,
wo die Kompilierung abgebrochen wird. Die Vollendung der Kompilierung
wird nicht gestattet, weil das Zulassen der Vollendung der Kompilierung
zu einer erheblichen Verzögerung
in der Ausführung
des Gesamtprogramms oder genauer gesagt der Verarbeitung des Interrupts
führen
kann. Wenn die Kompilierung abgebrochen wird, so erfolgt eine "Bereinigung". Beispielsweise
werden Systemressourcen, die bei der versuchten Kompilierung verwendet
wurden, freigegeben, wie dem Fachmann klar ist. Nach dem Abbruch
der Kompilierung schreitet der Prozessablauf zu Schritt 210 von 2 weiter,
wo die Gesamtausführung
des Programms fortgeführt
wird.
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Kehren
wir zu Schritt 308 zurück.
Falls während
des Kompilierens des Verfahrens der höchsten Priorität kein Interrupt
empfangen wurde, wird mit der Kompilierung in Schritt 310 fortgefahren.
In Schritt 312 wird eine Feststellung getroffen, ob die
Kompilierung vollendet wurde. Wenn festgestellt wird, dass die Kompilierung
vollendet wurde, so kann das Verfahren der höchsten Priorität aus der
entsprechenden Liste herausgenommen werden, und der Prozessablauf
kehrt zu Schritt 302 zurück, wo ein neues Verfahren
der höchsten
Priorität
identifiziert wird. Wenn in Schritt 312 festgestellt wird,
dass die Kompilierung noch nicht vollendet wurde, so kann man die Kompilierung
stattdessen auch fortfahren lassen, bis sie entweder vollendet ist
oder aufgrund des Empfangs eines Interrupts in Schritt 308 abgebrochen wird.
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Im
Allgemeinen kann die Reihenfolge, in der Verfahren in einer Ausführungsliste
und einer Datenbankliste kompiliert werden, anhand einer Reihe verschiedener
Faktoren bestimmt werden. Den Verfahren in jeder Liste können Prioritätswerte
relativ zu anderen Verfahren in derselben Liste zugewiesen werden.
Die Prioritätswerte
können
allgemein jederzeit während
der Gesamtausführung
des Programms zugewiesen werden und können des Weiteren während des
gesamten Verlaufs der Programmausführung aktualisiert werden.
Beispielsweise können
die Prioritätswerte
in einer Liste jedes Mal berechnet und aktualisiert, d. h. neu bewertet,
werden, wenn ein Verfahren der Liste hinzugefügt wird. Prioritätswerte können ebenso
am Beginn jedes Leerlaufzeitraums neu bewertet werden, um zu gewährleisten,
dass die Prioritäten
von Verfahren in der Ausführungsliste
und der Datenbankliste zur der Zeit aktuell sind, zu der Verfahren
zur Kompilierung ausgewählt
werden.
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Der
Prioritätswert
eines Verfahrens kann auf der Grundlage einer beliebigen Kombination
von Faktoren berechnet werden, einschließlich beispielsweise der Aufrufzählung des
Verfahrens, der Position des Verfahrens innerhalb der Liste, der
geschätzten Kompilierungszeit
des Verfahrens und der Länge
des momentanen Leerlaufzeitraums während der Gesamtausführung des
Programms. Stattdessen kann – bei
einer Ausführungsform – der Prioritätswert eines Verfahrens
im Wesentlichen nach dem Zufallsprinzip zugewiesen werden.
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Das
Verfahren mit der höchsten
Aufrufzählung
in einer Liste kann die höchste
Kompilierungspriorität
haben, da es im Wesentlichen das am häufigsten aufgerufene interpretierte
Verfahren ist. Die Position eines Verfahrens innerhalb einer Liste
kann ebenso den Prioritätswert,
der dem Verfahren zugewiesen wird, beeinflussen, weil das Verfahren,
das der Liste zuletzt hinzugefügt
wurde, oft auch wahrscheinlich in unmittelbarer Zukunft benötigt wird.
Das Verfahren, das die kürzeste
geschätzte
Kompilierungszeit in einer Liste hat, kann die höchste Kompilierungspriorität haben,
weil die Kompilierung eines Verfahrens mit einer kürzeren geschätzten Kompilierungszeit
im Allgemeinen mit höherer
Wahrscheinlichkeit während
eines Leerlaufzeitraums vollendet sein wird als die Kompilierung
eines Verfahrens mit einer längeren
geschätzten
Kompilierungszeit. Im Allgemeinen kann die Kompilierungszeit eines
Verfahrens durch die Länge
des Verfahrens geschätzt werden.
Beispielsweise wird ein relativ kurzes Verfahren in der Regel eine
relativ kurze Kompilierungszeit haben.
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Die
Länge des
momentanen Leerlaufzeitraums kann ebenfalls den Prioritätswert eines
Verfahrens beeinflussen. Wenn beispielsweise der momentane Leerlaufzeitraum
bereits relativ lang war, so steigt im Allgemeinen die Wahrscheinlichkeit,
dass der Zeitraum länger
dauern wird. Lange Leerlaufzeiträume
können
oft daraus resultieren, dass ein Benutzer den Computer, auf dem
die Gesamtausführung des
Programms abläuft,
für einen
längeren
Zeitraum verlässt.
Insofern wurde beobachtet, dass, wenn festgestellt wird, dass ein
momentaner Leerlaufzeitraum bereits relativ lang war, die Wahrscheinlichkeit, dass
der Leerlaufzeitraum noch länger
dauern wird, im Allgemeinen ziemlich hoch ist. Darum können, wenn
erwartet wird, dass ein Leerlaufzeitraum relativ lang sein wird,
Verfahren mit längeren
erwarteten Kompilierungszeiten höhere
Kompilierungsprioritäten
haben, weil Verfahren mit kürzeren
erwarteten Kompilierungszeiten in der Regel ohne Weiteres während anschließender kürzerer Leerlaufzeiträume kompiliert
werden können.
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Wie
zuvor angesprochen, kann der Prioritätswert eines Verfahrens auf
einer Anzahl unterschiedlicher Faktoren basieren. Oder anders ausgedrückt: Es
kann eine Prioritätsfunktion
zur Bestimmung eines Prioritätswertes
verwendet werden. Die Form einer solchen Prioritätsfunktion kann im Allgemeinen über ein
weites Feld variieren. Beispielsweise kann eine Prioritätsfunktion
die Aufrufzählung
für ein
Verfahren durch die geschätzte
Kompilierungszeit für
das Verfahren teilen, um einen Prioritätswert für das Verfahren zu erhalten.
Stattdessen kann eine Prioritätsfunktion
auch die Verwendung der Aufrufzählung
für Verfahren
mit kürzeren
geschätzten Kompilierungszeiten
und die Verwendung der Aufrufzählung,
geteilt durch eine Konstante, für
Verfahren mit längeren
geschätzten
Kompilierungszeiten beinhalten.
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Unter
Bezug auf 4 werden als nächstes die
Schritte in Verbindung mit dem Identifizieren des Verfahrens mit
dem höchsten
Prioritätswert,
d. h. Schritt 302 von 3, gemäß einer
Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung beschrieben. Die Identifizierung des Verfahrens
der höchsten
Priorität
beginnt bei Schritt 402 mit einer Feststellung, ob Verfahren
in der Ausführungsliste,
die dem Programm zugeordnet ist, vorliegen.
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Im
Allgemeinen gilt, dass Verfahren in einer Ausführungsliste Kompilierungsprioritäten haben,
die höher
sind als die von Verfahren in einer Datenbankliste. Verfahren in
der Ausführungsliste
sind Verfahren, zu denen im Verlauf der Programmausführung festgestellt
wurde, dass sie wahrscheinlich den zugehörigen Kompilierungsaufwand
durch eine effizientere Ausführung überwinden,
weil die Verfahren wiederholt aufgerufen werden. Stattdessen können Verfahren
in der Datenbankliste auch Verfahren sein, die potenziell wiederholt
aufgerufen werden können, so
dass das Kompilieren der Verfahren wahrscheinlich vorteilhaft ist.
Oder anders ausgedrückt:
Die Ausführungsliste
widerspiegelt die momentane oder tatsächliche Nutzung von Verfahren,
während
die Datenbankliste im Wesentlichen die langfristige Nutzung von
Verfahren widerspiegelt. Darum werden Verfahren von der Ausführungsliste
in der Regel vor Verfahren von der Datenbankliste zur Kompilierung ausgewählt, weil
das Kompilieren der Verfahren in der Ausführungsliste mit höherer Wahrscheinlichkeit zu
einer effizienteren Gesamtausführung
des Programms, das die Verfahren verwendet, führt.
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Wenn
in Schritt 402 festgestellt wird, dass Verfahren in der
Ausführungsliste
vorliegen, so wird in Schritt 404 das Verfahren mit der
höchsten
Priorität in
der Ausführungsliste
zur Kompilierung ausgewählt. Sobald
das Verfahren aus der Ausführungsliste
ausgewählt
wurde, ist der Prozess des Identifizierens des Verfahrens der höchsten Priorität vollendet. Wenn
in Schritt 402 festgestellt wird, dass keine Verfahren
in der Ausführungsliste
vorliegen, so kann stattdessen auch das Verfahren der höchsten Priorität in der
Datenbankliste zur Kompilierung ausgewählt werden. Nachdem das Verfahren
aus der Datenbankliste ausgewählt
wurde, ist der Prozess des Identifizierens des Verfahrens der höchsten Priorität vollendet.
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Die
vorliegende Erfindung kann allgemein auf jedem geeigneten Computersystem
implementiert werden. Insbesondere kann die Kompilierung von in
einer Schlange eingereihten Verfahren während Leerlaufzeiträumen in
der Gesamtausführung eines
Programms unter Verwendung einer beliebigen geeigneten virtuellen
Maschine erreicht werden, wie beispielsweise die virtuelle Maschine,
die unten unter Bezug auf 6 beschrieben
wird. 5 veranschaulicht ein typisches Allzweckcomputersystem, das
für die
Implementierung der vorliegenden Erfindung geeignet ist. Das Computersystem 530 enthält eine
beliebige Anzahl von Prozessoren 532 (auch als zentrale
Verarbeitungseinheiten oder CPUs bezeichnet), die mit Speichervorrichtungen
verbunden sind, die primäre
Speichervorrichtungen 534 (in der Regel ein Nurlesespeicher
oder ROM) und primäre
Speichervorrichtungen 536 (in der Regel ein Direktzugriffsspeicher
oder RAM) enthalten.
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Das
Computersystem 530, oder genauer gesagt: die CPU 532,
kann zur Unterstützung
einer virtuellen Maschine konfiguriert sein, wie dem Fachmann einleuchten
wird. Ein Beispiel einer virtuellen Maschine, die auf einem Computersystem 530 unterstützt wird,
wird unten unter Bezug auf 6 beschrieben.
Wie auf diesem technischen Gebiet allgemein bekannt ist, dient ein
ROM der Übertragung
von Daten und Befehlen unidirektional zur CPU 532, während ein
RAM in der Regel zur Übertragung
von Daten und Befehlen in einer bidirektionalen Weise dient. Die
CPU 532 kann allgemein eine beliebige Anzahl von Prozessoren
enthalten. Beide primären
Speichervorrichtungen 534, 536 können beliebige
geeignete computerlesbare Speichermedien beinhalten. Ein sekundäres Speichermedium 538,
bei dem es sich in der Regel um eine Massenspeichervorrichtung handelt,
ist ebenfalls bidirektional mit der CPU 532 verbunden und
stellt zusätzliche
Datenspeicherkapazität
zur Verfügung.
Die Massenspeichervorrichtung 538 ist ein computerlesbares
Medium, das zum Speichern von Programmen, einschließlich Computercode,
Daten und dergleichen, verwendet werden kann. Die Massenspeichervorrichtung 538 ist
in der Regel ein Speichermedium wie beispielsweise eine Festplatte
oder ein Band, die im Allgemeinen langsamer sind als primäre Speichervorrichtungen 534, 536.
Massenspeichervorrichtungen 938 können die Form eines Magnet-
oder Papierstreifenlesegerätes oder
eines sonstigen allgemein bekannten Gerätes annehmen. Es versteht sich,
dass die Informationen, die in der Massenspeichervorrichtung 538 aufbewahrt
werden, in geeigneten Fällen
in standardmäßiger Weise
als Teil eines RAM 534 als virtueller Speicher integriert
sein können.
Eine bestimmte primäre Speichervorrichtung 536,
wie beispielsweise eine CD-ROM, kann ebenfalls Daten unidirektional
an die CPU 532 übermitteln.
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Die
CPU 532 ist außerdem
mit einem oder mehreren Eingabe-Ausgabe-Geräten 540 verbunden,
zu denen Geräte
wie beispielsweise Videomonitore, Trackballs, Mäuse, Tastaturen, Mikrofone,
berührungsempfindliche
Bildschirme, Transducerkartenlesegeräte, Magnet- oder Papierstreifenlesegeräte, Grafiktabletts,
Grafikstifte, Sprach- oder Handschrifterkennungsgeräte oder
sonstige allgemein bekannte Eingabegeräte, wie beispielsweise – natürlich – weitere
Computer, gehören
können.
Schließlich kann
die CPU 532 optional mit einem Computer- oder Telekommunikationsnetz,
beispielsweise einem Nahbereichsnetz, einem Internet oder einem
Intranet, mittels einer Netzwerkverbindung, wie sie allgemein mit 512 bezeichnet
ist, verbunden sein. Es wird in Betracht gezogen, dass die CPU 532 mit
einer solchen Netzwerkverbindung während der Durchführung der oben
beschriebenen Verfahrensschritte Informationen aus dem Netz empfangen
könnte
oder Informationen an das Netz ausgeben könnte. Solche Informationen,
die oft als eine Abfolge von Befehlen, die mittels der CPU 532 auszuführen sind,
dargestellt sein können,
können
beispielsweise in Form eines in einer Trägerwelle verkörperten
Computerdatensignals aus dem Netz empfangen werden und an das Netz
ausgegeben werden. Die oben beschriebenen Vorrichtungen und Materialien
sind dem Fachmann auf dem Gebiet der Computerhardware und -software
bestens bekannt.
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Wie
zuvor angesprochen, kann eine virtuelle Maschine auf einem Computersystem 530 ausgeführt werden. 6 ist
eine schaubildhafte Darstellung einer virtuellen Maschine, die von
dem Computersystem 530 von 5 unterstützt wird
und für
die Implementierung der vorliegenden Erfindung geeignet ist. Wenn
ein Computerprogramm, beispielsweise ein Computerprogramm, das in
der JavaTM-Programmiersprache geschrieben
ist, die von Sun Microsystems aus Mountain View, Kalifornien, entwickelt wurde,
ausgeführt
wird, so wird ein Quellcode 610 an einen Kompilierer 620 innerhalb
einer Kompilierzeit-Umgebung 605 übermittelt. Der Kompilierer 620 übersetzt
den Quellcode 610 in Byte-Codes 630. Im Allgemeinen
wird der Quellcode 610 zu der Zeit in Byte-Codes 630 übersetzt,
da der Quellcode 610 von einem Software-Entwickler geschaffen
wird.
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Die
Byte-Codes 630 können
im Allgemeinen über
ein Netzwerk, beispielsweise das Netzwerk 512 von 5,
reproduziert, heruntergeladen oder anderweitig verbreitet werden
oder können
in einer Speichervorrichtung wie beispielsweise dem primären Speicher 534 von 5 gespeichert
werden. Bei der beschriebenen Ausführungsform sind die Byte-Codes 630 plattformunabhängig. Das
heißt,
die Byte-Codes 630 können
auf im Wesentlichen jedem beliebigen Computersystem ausgeführt werden,
auf dem eine geeignete virtuelle Maschine 640 läuft. Beispielsweise
können
in einer JavaTM-Umgebung die Byte-Codes 630 auf
einem Computersystem ausgeführt
werden, auf dem eine virtuelle JavaTM-Maschine läuft.
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Die
Byte-Codes 630 werden an eine Laufzeit-Umgebung 635 übermittelt,
die eine virtuelle Maschine 640 enthält. Die Laufzeit-Umgebung 635 kann allgemein
mittels eines Prozessors wie beispielsweise einer CPU 532 von 5 ausgeführt werden.
Die virtuelle Maschine 640 enthält einen Kompilierer 642, einen
Interpretierer 644 und ein Laufzeit-System 646. Die
Byte-Codes 630 können
allgemein entweder an den Kompilierer 642 oder den Interpretierer 644 übermittelt
werden.
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Wenn
Byte-Codes 630 an den Kompilierer 642 übermittelt
werden, so werden Verfahren, die in den Byte-Codes 630 enthalten
sind, in Maschinenbefehle kompiliert, wie oben beschrieben. Wenn
andererseits Byte-Codes 630 an den Interpretierer 644 übermittelt
werden, so werden die Byte-Codes 630 in den
Interpretierer 644 eingelesen – jeweils ein Byte-Code auf
einmal. Der Interpretierer 644 führt dann die Operation, die
von jedem Byte-Code vorgegeben ist, in dem Moment aus, wo jeder
Byte-Code in den Interpretierer 644 eingelesen wird. Im
Allgemeinen verarbeitet der Interpretierer 644 die Byte-Codes 630 und
führt Operationen,
die mit den Byte-Codes 630 verbunden sind, im Wesentlichen kontinuierlich
aus.
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Wenn
ein Verfahren aus einem Betriebssystem 660 abgerufen wird
und wenn festgestellt wird, dass das Verfahren als ein interpretiertes
Verfahren aufzurufen ist, so kann das Laufzeit-System 646 das Verfahren
vom Interpretierer 644 erhalten. Wenn andererseits festgestellt
wird, dass das Verfahren als ein kompiliertes Verfahrens aufzurufen
ist, so aktiviert das Laufzeit-System 646 den Kompilierer 642. Der
Kompilierer 642 erzeugt dann Maschinenbefehle aus den Byte-Codes 630 und
führt die
Maschinensprachbefehle aus. Im Allgemeinen werden die Maschinensprachbefehle
verworfen, wenn die virtuelle Maschine 640 beendet wird.
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Im
vorliegenden Text ist beschrieben worden, dass ein Verfahren der
höchsten
Priorität
zum Kompilieren aus im Wesentlichen allen Verfahren in einer Ausführungsliste
und einer Datenbankliste ausgewählt
wird. Das Durchsuchen aller Verfahren in einer Ausführungsliste
oder einer Datenbankliste oder in beiden zum Auffinden des Verfahrens
mit der höchsten
Kompilierungspriorität
kann sich aber als teuer erweisen, wenn die Ausführungsliste sehr umfangreich
ist. Darum kann bei einer Ausführungsform eine
Teilmenge der Ausführungsliste
anstatt im Wesentlichen der gesamten Ausführungsliste durchsucht werden,
um ein Verfahren der höchsten
Priorität
zur Kompilierung zu identifizieren. Beispielsweise können die
ersten "N" Kandidaten-Verfahren
aus der Ausführungsliste
durchsucht werden, um das Verfahren der höchsten Priorität in den
ersten N Kandidaten-Verfahren zu identifizieren.
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Wie
zuvor angesprochen, kann eine Kompilierungspriorität von Verfahren
wenigstens teilweise mittels der Aufrufzähler identifiziert werden.
Die Aufrufzähler
sind allgemein Zähler,
die jedes Mal, wenn ein Verfahren bewertet wird, inkrementiert werden. Es
versteht sich, dass bei einigen Ausführungsformen Aufrufzähler im
Lauf der Zeit abgebaut können. Wenn
beispielsweise ein Verfahren zum Beginn der Programmausführung wiederholt
aufgerufen und zur Kompilierung vorgesehen wurde, aber nie wieder aufgerufen
wird, so kann der Aufrufzähler
abgebaut werden, um die Kompilierungspriorität des Verfahrens zu verringern.
Nachdem der Aufrufzähler
für ein Verfahren
abgebaut wurde, beispielsweise exponentiell abgebaut wurde, ist
das Kompilieren des Verfahrens möglicherweise
nicht mehr ratsam.
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Darum
können
solche Verfahren periodisch aus der Ausführungsliste herausgenommen
werden.
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Gleichermaßen wird
während
der Durchführung
von Kompilierungen eine Feststellung getroffen, ob ein Verfahren,
das zur Kompilierung vorgesehen ist, schon einmal kompiliert wurde.
Alternativ können Verfahren,
die bereits kompiliert wurden, nach Bedarf entweder aus der Ausführungsliste
oder der Datenbankliste oder aus beiden entfernt werden. Im Allgemeinen
kann der Aufwand, der mit dem Überprüfen der
Ausführungsliste
und der Datenbankliste für
kompilierte Verfahren verbunden ist, relativ erheblich sein. Jedoch
können
kompilierte Verfahren periodisch – beispielsweise am Anfang
eines Leerlaufzeitraums – entfernt
werden.
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Obgleich
eine Ausführungsliste
allgemein als eine Liste oder Schlange aus interpretierten Verfahren
beschrieben wurde, die zu kompilieren sind, kann die Ausführungsliste
auch kompilierte Verfahren enthalten, deren Rekompilierung so lange
verzögert wird,
bis ein Leerlaufzeitraum eintritt. Beispielsweise kann es sich in
einem System mit zwei Ebenen von Kompilierern – sobald ein Verfahren kompiliert
ist und wenn das Verfahren wiederholt ausgeführt wird – als wünschenswert erweisen, dass
das Verfahren effizienter rekompiliert wird. Bei einem solchen System können die
Verfahren, die für
Rekompilierungen oder sekundäre
Kompilierungen vorgesehen sind, in derselben Ausführungsliste
enthalten sein wie interpretierte Verfahren, die für eine Kompilierung
vorgesehen sind. Jedoch können
die Verfahren, die für
Rekompilierungen vorgesehen sind, andererseits auch in einer separaten
Ausführungsliste
enthalten sein.
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Bei
einer Ausführungsform
kann die Ausführungsliste
allgemein eine Arbeitsliste sein, die verzögerte Aufgaben zusätzlich zu – oder anstelle
von – anstehenden
Kompilierungen enthält.
Solche Aufgaben können
priorisiert werden. Es ist zu beachten, dass, wenn eine Aufgabe
von der Arbeitsliste läuft und
ein Interrupt empfangen wird, die Beendigung der Aufgabe zugelassen
werden kann. Wenn die Aufgabe beispielsweise eine Datenmüllsammlung
beinhaltet, so kann das Aussetzen eines Datenmüllsammlungsprozesses und ein
Zurücktreten
aus dem Datenmüllsammlungsprozess
genauso teuer – wenn nicht
gar teurer – als
das Vollenden des Prozesses sein. Darum kann man die Datenmüllsammlung
zu Ende arbeiten lassen. Aufgaben können außerdem allgemein ausgesetzt
werden, wenn ein Interrupt empfangen wird. Darum sind die hier behandelten Beispiele
als veranschaulichend und nicht als einschränkend anzusehen, und die Erfindung
darf nicht auf die im vorliegenden Text angegebenen Details beschränkt werden,
sondern kann innerhalb des Geltungsbereichs der angehängten Ansprüche – zusammen
mit dem vollen Geltungsbereich ihrer Äquivalente – modifiziert werden.