基于AOP的软件性质监控技术研究

论文摘要

随着软件复杂度的提高,软件失效和故障问题日渐突出,软件可信性越来越受到人们的关注。针对软件实施运行时监控是提高软件可信性的一种有效途径。然而,传统的软件监控技术存在着一维实现技术与多维监控需求之间的失配,导致了代码的缠结和分散。AOP技术的发展,为监控关注点的模块化实现提供了支持,AOP技术在监控领域的应用越来越广泛。论文介绍了监控领域AOP技术的应用现状,分析了现有监控技术的不足;设计并实现了一个基于AOP的软件性质监控框架。该框架从利用OCL描述性质约束出发,通过一系列过程自动生成监控方面代码,该方面代码与源程序编织实现监控能力的植入。框架一方面利用AOP技术实现了“监控”的模块化封装;另一方面提供了监控代码自动生成机制,免除了编程实现监控逻辑的负担。针对基于AOP的软件性质监控框架中监控效率问题,论文随后还提出了一个基于OCL-Java转换的软件性质监控技术。该技术结合了OCL-Java的转换机制,降低了监控对OCL验证工具的依赖,提高了监控效率。论文最后还就多核体系中监控效率提高问题进行了研究,提出了一个可行的技术思路。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题研究背景和意义
• 1.2 论文的研究内容
• 1.3 论文结构
• 1.4 论文研究成果
• 第二章 AOP 技术在监控领域的应用
• 2.1 AOP
• 2.1.1 AOP 基本概念
• 2.1.2 关注点的多维分离
• 2.1.2.1 单一主导维度分离
• 2.1.2.2 多维分解
• 2.1.3 横切关注点问题
• 2.1.4 AOP 机制
• 2.1.5 AOP 开发步骤
• 2.2 ASPECTJ
• 2.2.1 AspectJ 发展历程
• 2.2.2 AspectJ 语言机制
• 2.2.3 AspectJ 编译器
• 2.2.4 AspectJ 语言特点
• 2.3 AOP 技术在监控中的应用
• 2.3.1 监控技术的发展
• 2.3.1.1 发展历史
• 2.3.1.2 发展趋势
• 2.3.2 监控中AOP 技术的应用现状
• 2.4 本章小结
• 第三章 基于AOP 的软件性质监控框架
• 3.1 基于AOP 的软件性质监控框架介绍
• 3.1.1 设计目标
• 3.1.2 监控能力植入机制
• 3.2 基于AOP 的软件性质监控框架设计
• 3.2.1 框架系统结构设计
• 3.2.2 监控性质OCL 约束加入模块设计
• 3.2.2.1 OCL
• 3.2.2.2 利用OCL 描述性质约束
• 3.2.2.3 OCL 描述的优势
• 3.2.3 监控能力植入模块设计
• 3.2.4 监控实施与输出模块设计
• 3.3 工具设计与实现
• 3.3.1 工具总体框架
• 3.3.2 XML 解析器
• 3.3.2.1 JAXP 介绍
• 3.2.2.2 XML 解析器实现
• 3.3.3 监控方面生成模板设计
• 3.3.3.1 设计思路
• 3.3.3.2 模板结构
• 3.3.4 监控方面生成器
• 3.3.5 通信机制实现
• 3.4 案例分析
• 3.5 性能分析
• 3.6 本章小结
• 第四章 基于OCL-JAVA 转换的软件性质监控技术
• 4.1 设计思路
• 4.1.1 框架的缺陷分析
• 4.1.2 OCL 的发展
• 4.1.3 监控流程
• 4.2 OCL-JAVA 转换
• 4.2.1 OCL 基本类型转换
• 4.2.1.1 基本类型对应关系
• 4.2.1.2 基本类型上操作的处理方案
• 4.2.2 OCL 集合类型转换
• 4.2.2.1 集合类型对应关系
• 4.2.2.2 集合类型上操作的处理方案
• 4.2.3 转换优化设计
• 4.3 方面生成模板设计
• 4.3.1 前置条件验证模板
• 4.3.2 不变式验证模板
• 4.3.3 后置条件验证模板
• 4.3.4 模板应用实验
• 4.4 监控输出定制
• 4.5 性能分析
• 4.6 本章小结
• 第五章 多核体系中监控技术研究
• 5.1 问题的提出
• 5.2 多核程序设计技术
• 5.2.1 多核程序设计概论
• 5.2.2 亲和设置
• 5.3 多核体系中的软件性质监控技术
• 5.3.1 监控的方面封装
• 5.3.2 自动并行化的方面编织
• 5.3.3 线程的多核调度
• 5.4 本章小结
• 第六章 结束语
• 6.1 全文工作总结
• 6.2 不足和将来的工作
• 致谢
• 参考文献
• 作者在学期间取得的学术成果