JAVA并行化编译器JAPS-II.pdfVIP

1000-9825/2002/13(04)0739-09 ©2002 Journal of Software 软 件 学 报 Vol.13, No.4 JAVA 并行化编译器JAPS-II · 1 , 2 1 , 2 1 , 2 1 , 2 3 于 勐 , 陈贵海 , 阳雪林 , 谢 立 , 过敏意 1(南京大学 计算机软件新技术国家重点实验室,江苏 南京 210093); 2 (南京大学 计算机科学与技术系,江苏 南京 210093); 3 ( 日本国会津大学计算机理工学部,国福导县 会津若松 日本) E-mail: yumeng@ /~yumeng 摘要: JAPS-II(Java automatic p arallelizing system version 2)是一个Java 源代码重构编译器,用来发现和实现串 行 Java 程序中对象内和对象间的并行性.其目标体系结构为基于工作站网络环境的分布式存储器计算机系统. 介绍了 JAPS-II 的体系结构和实现JAPS-II 的关键技术, 包括用于对象并行性分析的数据流分析技术 提高对 象并行性和减少运行开销的优化技术以及类重构和代码生成技术.测试结果表明,JAPS-II 能够有效地发现循环 中和对象内 对象间的并行性,获得加速比.这种技术也可应用于其他面向对象语言的并行化. 关 键 词: 并行编译;并行计算; 面向对象语言;对象分布 中图法分类号: TP314 文献标识码: A 鉴于Java 的可移植 面向对象和可以基于网络进行分布式计算等特性,越来越多的人考虑将Java 用于高 性能计算. 一方面, 随着越来越多的 Java 编译器可以生成高效的目标程序代码, 目标程序性能不再成为Java 用于高 性能计算的障碍.与此同时,在将传统的Fortran 或 C 编写的函数库自动转换为 Java 程序方面, 也有许多研究工 作取得了进展.因此,我们相信Java 是用于高性能计算的一个新的比较好的选择.另一方面,尽管C 和Fortran 等 传统语言的自动并行化技术日趋成熟,但是由于面向对象语言的动态绑定 动态类型等特性, 以及并行和并发 对象执行模型还处于研究阶段, 导致许多成熟的程序并行化技术无法直接应用于面向对象语言.将这些成熟技 术应用到面向对象语言中,同时探索面向对象语言所特有的并行化技术,是我们设计 JAPS-II 的主要目标.本文 将介绍Java 自动并行化编译器JAPS-II 的体系结构和关键的实现技术. 1 JAPS-II 的体系结构 JAPS-II 的体系结构如图 1 所示.JAPS-II 共有 4 部分组成:并行化编译器 可视化集成开发环境 支撑平 台和调度器.编译器Java 前端的结构如图2 所示,它用来将串行Java 程序转换成为JAPS-II 的中间表示 控 制流图(control flow graph,简称CFG). 跨过程类分析的目的是分析程序中的对象变量在各个点可能的类型集合. 由于面向对象语言的类的继承 特性,这个集合中的元素一般不是惟一的.分析此类型集合,就可以确定对象方法调用所有可能的动态绑定. · 收稿日期: 2000-0 8-0 3; 修改日期: 2000-12-04 基金项目: 国家自然科学基金资助项目; 国家863 高科技发展计划资助项目(863-306-ZT02-03-01) 作者简介: 于勐(1972 ), 男, 辽宁鞍山人,博士,讲师, 主要研究领域为分布式并行计算,软件工程;陈贵海(1963 ), 男, 江苏盐城 人,博士,教授, 博士生导师,主要研究领域为并行计算机体系结构,并行计算;阳雪林(1976 ), 男,广西临桂人,博士生,讲师,主要研究领 域为并行编译, 并行计算;谢立(1942 ), 男,江苏常熟人,博士,教授,博士生导师, 主要研究领域为分布式,并行计算; 过敏意(1962 ), 男, 江苏无锡人,博士,教授,主要研究领域为并行处理,并行化编译,软件工程. 万方数据 740