Dynamische Adaption in heterogenen verteilten eingebetteten ...

5 Kontroll- und Verwaltungsschicht
Zudem wurden Optimierungen angesprochen, die durch eine globale Sicht auf die vorhandenen Typen
vorgenommen werden können. Unter der Annahme, dass dem System kein neuer Code hinzugefügt
wird, lassen sich das Objektlayout, die Typprüfung und die Methodentabellen optimieren.
5.5 Anwendungsbeispiel KESO
Als nächster Schritt sollen einige der Unterstützungsmöglichkeiten auf ein reales Java-System angewandt
werden, um die Anwendbarkeit der vorgestellten Konfigurationsmöglichkeiten zu demonstrieren.
Im Rahmen dieser Arbeit wurden nicht alle Unterstützungsmöglichkeiten vollständig realisiert. Die
Umsetzung einiger Beispiele wurde sorgfältig geprüft und soweit durchgeführt, dass entweder auftretende
Probleme identifiziert werden konnten oder man mit ausreichender Sicherheit feststellen konnte,
dass eine Realisierung möglich ist. Hier sollen einige Ideen und Ergebnisse vorgestellt werden.
Die grundsätzliche Herangehensweise wurde bereits in Abschnitt 5.3.3 vorgestellt: Man nutzt eine
statisch optimierte und angepasste Java-Umgebung und erweitert sie mithilfe eines Verwalters um
dynamische Fähigkeiten. Man erhält ein ressourcensparendes System, welches keine Bausteine zur
Codevorbereitung auf dem Gerät selbst enthält und trotzdem die Möglichkeit hat, dynamisch Klassen
nachzuladen oder Informationen über die vorhandenen Klassen zur Laufzeit abzufragen.
Die anwendungsspezifische Java-Umgebung KESO
Als Basis eignet sich hier das Java-System KESO [WSSP07]. Wie bereits in Abschnitt 5.3.2.2 dargestellt
wurde, handelt es sich dabei um eine anwendungsspezifische Java-Laufzeitumgebung, die den Java-
Bytecode in C-Code umwandelt, um diesen anschließend mit einem herkömmlichen Compiler zu
übersetzen und mit einer Betriebssystembibliothek zusammenzubinden.
Bei der Umsetzung in C-Code wird zusätzlich zur Anwendung auch der Code der virtuellen Maschine
erzeugt. Dabei wird von einem statischen System ausgegangen, zu dem keine Klassen dynamisch
hinzugeladen werden können. Daher kennt der Compiler alle Klassen, aus denen die Anwendung
aufgebaut ist, und kann auf dieser Basis globale Optimierungen anwenden, die bei der Betrachtung
einzelner Klassen nicht möglich wären.
So werden zum Beispiel konstante Klassendaten direkt in den generierten Code eingefügt. Beim
Aufruf der Objekterzeugung muss dann nicht erst die Größe des Objekts aus den Klassendaten
ausgelesen, sondern kann direkt als konstanter Parameter für den Aufruf verwendet werden. Wenn
die Objektgröße ansonsten nicht mehr benötigt wird, ist es möglich die Klassendaten entsprechend zu
reduzieren. KESO wendet noch weitere Optimierungen an, die jedoch nicht Bestandteil dieser Arbeit
sind und daher auch nicht im Detail betrachtet werden sollen.
Als Ausgangsbasis der Verwaltung dient der erzeugte C-Code. Hier sind bereits alle Optimierungen
des KESO-Compilers enthalten und sowohl die Anwendung als auch die Betriebssystembibliothek
liegen in einem einheitlichen Format vor. Der Verwalter kann nun vorhandene Funktionalität dynamisch
verändern und anpassen, er kann aber auch komplett neue Funktionalität anbieten.
Neue Funktionen durch einen Verwalter
Mithilfe eines Verwalters kann das dynamische Nachladen von Code unterstützt werden. Das KESO-
System verfügt über keinen Klassenlader, da das Hinzufügen neuer Klassen dem statischen Ansatz
widersprechen würde. Der Verwalter kann diese Aufgabe jedoch übernehmen. Beim Hinzuladen neuer
Klassen muss allerdings geprüft werden, ob die Optimierungen noch gültig sind, gegebenenfalls
muss betroffener Code ausgetauscht werden. Der grundlegende Ablauf ist daher wie folgt: Zunächst
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