摘要：本文詳細(xì)分析了Java語(yǔ)言用于嵌入式系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，并針對(duì)其不足提出了可行的解決方案。 關(guān)鍵詞：嵌入式系統(tǒng) Java 一、引言 Java語(yǔ)言最初的設(shè)計(jì)企圖是想用于控制消費(fèi)性電子產(chǎn)品， Java的設(shè)計(jì)者企圖建立一個(gè)簡(jiǎn)單的、面向?qū)ο蟮摹⒅腔鄣?、已?jīng)解譯的、強(qiáng)大的、安全的、架構(gòu)合理的、可移植的、高性能的、多線程的、動(dòng)態(tài)的語(yǔ)言。為使Java對(duì)開發(fā)者有吸引力，Sun公司融合了類似于C語(yǔ)言的語(yǔ)法和結(jié)構(gòu)。然而Sun最終沒有達(dá)到這個(gè)目標(biāo)，Java還是被證明不適合小型的電子設(shè)備，這很大程度是因?yàn)樗蠖宜俣嚷?。?yīng)用Java程序所需要的處理能力和內(nèi)存量，對(duì)這類設(shè)備來(lái)說(shuō)太昂貴了。 然而，Sun公司設(shè)計(jì)Java時(shí)最重要的是平臺(tái)無(wú)關(guān)及網(wǎng)絡(luò)集成。一個(gè)無(wú)須更改能夠在幾種不同硬件和軟件平臺(tái)運(yùn)行的程序，對(duì)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境來(lái)說(shuō)是一個(gè)理想的程序。對(duì)想建立通過網(wǎng)絡(luò)來(lái)通訊并利用網(wǎng)上資源的分布式程序的開發(fā)者來(lái)說(shuō)，一種在任何平臺(tái)上都有內(nèi)置的和標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)支持的語(yǔ)言是一個(gè)大實(shí)惠。并且在Java發(fā)展的后來(lái)階段，對(duì)新興的商業(yè)化Internet的興趣達(dá)到了狂熱的程度。因此Sun公司便借機(jī)大力宣揚(yáng)Java是為Internet設(shè)計(jì)的。越來(lái)越多的人已經(jīng)把Java視為將使Internet功能更上一層樓的工具。 1、Java語(yǔ)言與嵌入式 對(duì)于選用嵌入式編程語(yǔ)言，一般說(shuō)，越是高級(jí)的語(yǔ)言，其編譯和運(yùn)行庫(kù)施加的開銷越大，你的應(yīng)用程序也越大，越慢。已經(jīng)公認(rèn)用匯編語(yǔ)言能寫出最小最快的程序，其次是用C或Forth，接下來(lái)較大的是C++或Basic，然后才是Java。因此一般來(lái)說(shuō)，編程人員都會(huì)首選匯編和C，而然后才會(huì)考慮C++或Java。 但是嵌入式開發(fā)者為何要來(lái)關(guān)注Java呢？筆者以為，隨著不斷增長(zhǎng)的市場(chǎng)需求，很多嵌入設(shè)備必須適應(yīng)網(wǎng)上交流的需要，為了迎合此要求，考慮這種到開發(fā)Internet應(yīng)用程序的便利，眾多開發(fā)者都發(fā)現(xiàn)使用這種語(yǔ)言是有意義的。另一個(gè)原因是隨著內(nèi)存條及32位處理器價(jià)格的下降，最初在嵌入系統(tǒng)使用Java太昂貴的問題不再有了。隨著使用Java的成本代價(jià)減少，它的很多優(yōu)點(diǎn)應(yīng)當(dāng)被考慮作為嵌入平臺(tái)。 2、Java對(duì)于嵌入式的優(yōu)點(diǎn)分析 Java語(yǔ)言的優(yōu)點(diǎn)在于：它當(dāng)初就是由理解和信奉網(wǎng)絡(luò)計(jì)算夢(mèng)想的一個(gè)小巧而專注的開發(fā)組設(shè)計(jì)的，雖然該語(yǔ)言最初的實(shí)施方案有點(diǎn)缺陷，有許多后來(lái)已被解決了，但為了這個(gè)夢(mèng)想，他們很少在技術(shù)上妥協(xié)，結(jié)果誕生了一種專為以相互通訊為主要目的的設(shè)備而設(shè)計(jì)的語(yǔ)言。 有許多技術(shù)上的優(yōu)點(diǎn)都可能會(huì)引導(dǎo)嵌入系統(tǒng)開發(fā)者選擇Java，以下就是這些優(yōu)點(diǎn)（其中有幾個(gè)也適用于通用編程） A）與處理器無(wú)關(guān) Java的第一個(gè)優(yōu)點(diǎn)就是與處理器無(wú)關(guān)，這個(gè)優(yōu)點(diǎn)似乎與嵌入式系統(tǒng)沒什么相干。傳統(tǒng)上，嵌入程序就是針對(duì)特定的微處理器設(shè)計(jì)并在其上運(yùn)行的，而C語(yǔ)言程序的可移植性則可通過編譯或交叉編譯來(lái)保障。 但是在Sun公司的模型中，一個(gè)程序可能是存儲(chǔ)在一個(gè)系統(tǒng)上，而被下載并運(yùn)行在另一個(gè)完全不同的系統(tǒng)上；設(shè)備可能從不同地方下載一些程序來(lái)在一個(gè)處理器上運(yùn)行，或者不同的處理器運(yùn)行一個(gè)程序，通過網(wǎng)絡(luò)在相互間傳遞數(shù)據(jù)。使用Java，一個(gè)嵌入式系統(tǒng)就可能成為一個(gè)通用的通信設(shè)備，能下載并運(yùn)行能完成特定任務(wù)的程序。 對(duì)嵌入式系統(tǒng)，這是一個(gè)新的模型，已經(jīng)有一些開發(fā)者正在向它靠攏。例如，電視機(jī)機(jī)頂盒的供應(yīng)商已宣布并入JVM，以使用戶能通過Java applets在他們觀看電視的同時(shí)接收到的支持該電視節(jié)目的一些內(nèi)容。這樣你在觀看足球比賽時(shí)，看到的支持內(nèi)容就可以是對(duì)球員的技術(shù)統(tǒng)計(jì)；若你在看電影，看到的支持內(nèi)容就可以是演員的背景資料。JVM還被并入到移動(dòng)電話中，這樣用戶可接收股票報(bào)價(jià)信息、比賽分?jǐn)?shù)及其他即時(shí)信息。 筆者以為，這是一個(gè)恰當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)和實(shí)施模型。其一是你在選擇開發(fā)平臺(tái)時(shí)更加靈活了。你無(wú)需在與目標(biāo)相同的平臺(tái)上開發(fā)，也不用去關(guān)心交叉編譯，因?yàn)镴ava字節(jié)碼能在任何有JVM的操作系統(tǒng)中運(yùn)行；另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是：幾乎所有的檢測(cè)和調(diào)試可以獨(dú)立于目標(biāo)設(shè)備來(lái)進(jìn)行。但是，一些數(shù)據(jù)輸入和硬件交互要求在目標(biāo)（或是很好的仿真系統(tǒng)）上測(cè)試。由于個(gè)別JVM有時(shí)有兼容性的問題，你應(yīng)該在所有將用到該程序的平臺(tái)上測(cè)試它。但一般來(lái)說(shuō)，你并不要高級(jí)而昂貴的、配備有邏輯探針、ICE以及其它調(diào)試工具的、針對(duì)目標(biāo)平臺(tái)的開發(fā)環(huán)境。 B）面向?qū)ο蟮木幊?/b> Java是一種純粹面向?qū)ο蟮恼Z(yǔ)言。所有代碼和數(shù)據(jù)都是某個(gè)類的一部分，沒有全局變量或是獨(dú)立于類存在的代碼，一個(gè)對(duì)象是一個(gè)類的實(shí)例，對(duì)象是通過調(diào)用操作方法，或者說(shuō)函數(shù)來(lái)操作的，而這些方法或函數(shù)也是類的一部分，對(duì)象的方法就對(duì)象的數(shù)據(jù)進(jìn)行操作。Java類被組織成一個(gè)等級(jí)層次，在層次結(jié)構(gòu)中，一個(gè)子類能夠繼承其超類的行為，并可用子類所具備的一些特有功能來(lái)擴(kuò)展其超類的功能。對(duì)象模型是你能定義對(duì)應(yīng)真實(shí)事物的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，使得程序的任務(wù)和任務(wù)如何實(shí)現(xiàn)者二者之間的轉(zhuǎn)換變得基本上透明。 面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)和編程的優(yōu)點(diǎn)在于其開發(fā)速度和代碼的可維護(hù)性，許多面向?qū)ο蟮拈_發(fā)都能通過利用和更改現(xiàn)存類庫(kù)來(lái)完成，而不是創(chuàng)造一個(gè)新的結(jié)構(gòu)，這就使開發(fā)加快了，例如，一個(gè)硬件開關(guān)能在軟件中使用一個(gè)開關(guān)對(duì)象來(lái)實(shí)現(xiàn)，該對(duì)象包含用于控制和操作開關(guān)的所有必需的數(shù)據(jù)和代碼。面向?qū)ο蟮姆椒ㄟ€盡量使用自然的結(jié)構(gòu)，使其有很高的可讀性，且可輕易更改和加強(qiáng)。 C）安全和安全操作 由于有了JVM，一個(gè)Java應(yīng)用程序與操作系統(tǒng)或硬件完全隔絕，因此計(jì)算機(jī)病毒或其它作祟的的代碼就很難獲得對(duì)設(shè)備的控制。虛擬機(jī)是主機(jī)設(shè)備和那些可能難以確定其質(zhì)量和可靠性的軟件之間的一個(gè)保護(hù)層。 另外，Java設(shè)計(jì)者從該語(yǔ)言中去掉了指針變量的概念。Java不能任意訪問其內(nèi)存位置，它們只能讀寫有Java內(nèi)存分配管理系統(tǒng)創(chuàng)建的對(duì)象。由于Java編譯器所強(qiáng)制的嚴(yán)格的分類機(jī)制，從理論上來(lái)說(shuō)，訪問那些未分配給程序的內(nèi)存區(qū)域是不可能的。這個(gè)限制使得要寫惡意代碼的程序變得非常困難了。 對(duì)Java applet施加的限制就更加嚴(yán)格了。由于Java applet被設(shè)計(jì)成從Internet上下載，因而被視為不可信任的代碼，除非它包括你已認(rèn)定為可信任的主機(jī)的數(shù)字指紋。JVM在內(nèi)存的一個(gè)稱之為sandbox的區(qū)域運(yùn)行諸如applet這種不可信任的代碼。它給每個(gè)applet分配資源和特權(quán)，并將其限定在這些分配區(qū)域范圍中。 D）內(nèi)存管理 Java的內(nèi)存管理遠(yuǎn)比其他語(yǔ)言簡(jiǎn)單，因?yàn)樗皇褂弥羔?。?dāng)對(duì)象被實(shí)例化時(shí)，內(nèi)存被動(dòng)態(tài)分配。正如我們前面分析的，對(duì)個(gè)別內(nèi)存地址的訪問被Java的設(shè)計(jì)者視為一個(gè)對(duì)安全的潛在危險(xiǎn)，因此，訪問也被禁止。而且，Sun的網(wǎng)絡(luò)模型已假定你也許不知道目標(biāo)處理器，而引用專用內(nèi)存地址變得沒有必要。去掉指針的結(jié)果不僅提高了安全性，還簡(jiǎn)化了編程，錯(cuò)誤也減少了。 在C語(yǔ)言中，可以用值或引用的方式來(lái)訪問數(shù)據(jù)。事實(shí)上，出于靈活性和控制考慮，非原始數(shù)據(jù)類型都由引用方式來(lái)存取，即通過指針訪問。因此，值和引用的不同變得非常清楚，特別是：因?yàn)槟悴坏貌皇褂貌煌姆?hào)（＊和&）來(lái)存取數(shù)據(jù)。要用這兩種不同的訪問方式，你必須清楚理解它們是什么以及你為什么應(yīng)該使用這一個(gè)，而不使用那一個(gè)。 在Java中，由值和引用來(lái)存儲(chǔ)是無(wú)縫的，尤其因?yàn)槠浞?hào)都一樣。兩者間唯一不同在于數(shù)據(jù)類型本身：所有原始數(shù)據(jù)類型始終由值的方式存??；所有對(duì)象，包括字串、數(shù)組以及文件流，始終由引用方式訪問。聲明為原始數(shù)據(jù)變量類型包含該變量的值，聲明為對(duì)象的變量則包含對(duì)該對(duì)象（即該對(duì)象的地址）的一個(gè)引用，而非對(duì)象自身的引用。僅僅聲明一個(gè)對(duì)象變量并不給對(duì)象分配內(nèi)存，你必須用“new”關(guān)鍵字來(lái)分配內(nèi)存和創(chuàng)建對(duì)象。 這兩種方法最根本的不同在于：不可能象在C中那樣就Java內(nèi)存地址做指針?biāo)阈g(shù)或其他操作。Java中對(duì)象的地址是相對(duì)的（或虛擬的），它由虛擬機(jī)任意分配，因此你沒有理由還想要指針地址。 E）垃圾收集 垃圾收集自動(dòng)收集內(nèi)存中未引用的內(nèi)存，并將其歸回空閑內(nèi)存鏈表中。JVM使用此功能將不在使用的內(nèi)存還給系統(tǒng)。 當(dāng)Java程序說(shuō)明并實(shí)例化一個(gè)對(duì)象或數(shù)組時(shí)，它僅僅做一個(gè)JVM請(qǐng)求，訪問其下面的系統(tǒng)內(nèi)存（通常是通過主機(jī)操作系統(tǒng)）并分配內(nèi)存，Java的垃圾收集系統(tǒng)通過內(nèi)存收集對(duì)象，然后檢查它們的引用鏈。Java的垃圾收集系統(tǒng)的工作方式一般是搜索內(nèi)存中的對(duì)象，然后檢查它們的引用表。它計(jì)算程序中有多少變量當(dāng)前正在引用每個(gè)對(duì)象。若對(duì)象的引用數(shù)目為零，它知道此對(duì)象不再在使用了，它的內(nèi)存可以收回。其結(jié)果就是，不必像你在C語(yǔ)言所作的那樣，要人工來(lái)釋放分配的內(nèi)存。在C中，釋放內(nèi)存是一個(gè)必要、耗時(shí)且易出錯(cuò)的細(xì)節(jié)。Java自動(dòng)而精確的處理此過程，去除了C/C++程序中那種常見的錯(cuò)誤致因。 F）網(wǎng)絡(luò) 由于今天的嵌入式系統(tǒng)通常都是網(wǎng)絡(luò)的，采用內(nèi)置網(wǎng)絡(luò)支持的語(yǔ)言節(jié)約了在實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和通信程序方面耗費(fèi)的大量時(shí)間和努力。在Java中，網(wǎng)絡(luò)類包括TCP/IP流和使用TCP及UDP的數(shù)據(jù)報(bào)程序，用于HTTP和URL服務(wù)的操作方法，以及錯(cuò)誤檢查代碼和恢復(fù)功能。 雖然實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)也可能用其他語(yǔ)言，比如C語(yǔ)言，但那些語(yǔ)言要求特別的附件軟件包，DLL，或其他必須由操作系統(tǒng)，或者第三方銷售提供程序模塊，特別附件通常要求有操作系統(tǒng)或第三方工具的知識(shí)，不象Java，有標(biāo)準(zhǔn)的、內(nèi)置的網(wǎng)絡(luò)支持。 Java包括網(wǎng)絡(luò)包出于必要，因?yàn)樵O(shè)計(jì)者不能對(duì)一個(gè)作為基礎(chǔ)的操作系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)施做任何假定，他們必須得包括集成網(wǎng)絡(luò)程序庫(kù)，以確保Java程序能在所有平臺(tái)上工作。 G）動(dòng)態(tài)配置 動(dòng)態(tài)配置是指一系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)的用戶制定配置或重新配置。需載入特殊的硬件配置、網(wǎng)絡(luò)參數(shù)或在引導(dǎo)期間支持特定用途的一些實(shí)用程序的系統(tǒng)，常常使用動(dòng)態(tài)配置。 Java以動(dòng)態(tài)捆綁來(lái)支持動(dòng)態(tài)配置。當(dāng)你組成一個(gè)程序的各個(gè)類文件編譯成字節(jié)碼時(shí)，在你的類文件之間，或者對(duì)JVM包的類（如圖形、網(wǎng)絡(luò)以及核心語(yǔ)言支持）引用，還沒有被解決。當(dāng)JVM載入你的程序時(shí)，它動(dòng)態(tài)的載入并捆綁（即鏈接）你的程序引用的所有的類。因此，要改變系統(tǒng)配置，你所需要做的一切就是修正相應(yīng)的類文件。下一次系統(tǒng)時(shí)，JVM自動(dòng)捆綁新文件到你的程序中，而新的配置將生效執(zhí)行。 H）異常處理 與許多操作系統(tǒng)和程序不同，對(duì)嵌入系統(tǒng)而言，重新啟動(dòng)通常是無(wú)法接受的，就像我們都不希望打電話或者看電視時(shí)突然有技術(shù)性的中斷一樣。這意味著實(shí)際上所有嵌入式系統(tǒng)都必須足夠堅(jiān)實(shí)以截取錯(cuò)誤來(lái)防止它們使程序或更糟的是使整個(gè)設(shè)備崩潰。 程序錯(cuò)誤的致因很多。相對(duì)來(lái)說(shuō)，很少是因?yàn)槔^承邏輯錯(cuò)誤，而大多數(shù)程序的崩潰是因?yàn)橐馔廨斎?，或者是因?yàn)槌绦虿荒苷{(diào)用系統(tǒng)資源來(lái)完成某個(gè)特定操作。 在Java中，由拋出（產(chǎn)生）一個(gè)異常來(lái)提示錯(cuò)誤。使用專門為異常處理而設(shè)計(jì)的語(yǔ)句（關(guān)鍵字try、catch、和finally），程序就能將其錯(cuò)誤處理代碼安排到幾個(gè)集中區(qū)域，try程序塊是程序執(zhí)行的正常流程。當(dāng)一個(gè)異常發(fā)生在try塊（包括該嵌套塊中的各層子程序）中，控制就交給了catch塊。不管是否有異常發(fā)生，finally塊中的代碼始終要被執(zhí)行。未被處理的異常會(huì)由調(diào)用堆棧自下而上傳播JVM并終止程序。你不再需要?jiǎng)邮志幊?，?lái)將錯(cuò)誤狀態(tài)通過幾層函數(shù)調(diào)用返回。而是，在錯(cuò)誤發(fā)生由檢測(cè)錯(cuò)誤的代碼直接拋出一個(gè)異常。這極大地簡(jiǎn)化了應(yīng)用程序中的錯(cuò)誤處理代碼，進(jìn)而獲得更好地錯(cuò)誤處理效果和更堅(jiān)實(shí)可靠的代碼。 I）線程 大多數(shù)操作系統(tǒng)都給一個(gè)過程產(chǎn)生和管理多個(gè)線程的能力，這些線程彼此獨(dú)立地完成不同地任務(wù)。但是，很少由程序語(yǔ)言提供對(duì)線程管理的直線支持，通常都需要直接調(diào)用操作系統(tǒng)功能。Java卻相反，直接在語(yǔ)言提供了產(chǎn)生、管理和協(xié)調(diào)同步線程地功能。與Java的其他特點(diǎn)一樣，該功能是必要的，因?yàn)樵O(shè)計(jì)者不敢確定底層的操作系統(tǒng)是否支持多線程。 開發(fā)者越來(lái)越多的在程序中使用線程，將其作為滿足一個(gè)程序不能完成的，通常相互無(wú)關(guān)的一些任務(wù)的一種手段。由于Java對(duì)線程有內(nèi)置語(yǔ)言支持，以Java創(chuàng)建多線程較之與其它語(yǔ)言更簡(jiǎn)單、更自然。 J）圖形 JVM包括一個(gè)龐大的圖形及窗口支持程序包，稱為Abstract Windowing Toolkit（AWT）。用AWT，你能在應(yīng)用程序中快速而輕易地創(chuàng)建精致而強(qiáng)大的圖形用戶界面。對(duì)于需要精細(xì)的用戶界面的嵌入系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，AWT能節(jié)省大量開發(fā)時(shí)間，從而是產(chǎn)品更快的走向市場(chǎng)。 3、Java用于嵌入式系統(tǒng)的局限及解決方案 A）性能 如前所述、解釋Java字節(jié)碼比相當(dāng)?shù)腃或C++寫的程序運(yùn)行起來(lái)要慢5到10倍。對(duì)一些并非受制于CPU的嵌入系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，這一個(gè)性能缺點(diǎn)不是問題，但是更經(jīng)常的較慢的速度會(huì)導(dǎo)致無(wú)法接受的應(yīng)答時(shí)間。有幾種可能的解決方案可緩解速度慢的問題。 1）使用更快、更強(qiáng)大的處理器，使系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間縮小到可以接受的范圍。這個(gè)方法將增加每個(gè)系統(tǒng)的成本。 2）使用母語(yǔ)Java編譯器來(lái)獲得比較好的性能。但這樣做，你就放棄了與Java平臺(tái)無(wú)關(guān)的優(yōu)點(diǎn)，好在大多數(shù)嵌入系統(tǒng)都只在一種平臺(tái)上運(yùn)行。 3）在你的系統(tǒng)上并入一個(gè)JIT編譯器，這樣Java類裝入時(shí)就被編譯。若你為接納JIT編譯器而不得不增加額外的內(nèi)存，這個(gè)方法也會(huì)增加系統(tǒng)成本。另外，若你的系統(tǒng)各部分是按需求逐漸添加，你應(yīng)控制程序裝入的時(shí)機(jī)，以使在裝入類進(jìn)行編譯時(shí)產(chǎn)生的暫停不會(huì)影響系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間。 B）垃圾收集的系統(tǒng)開銷 前面論述過，Java中的自動(dòng)內(nèi)存分配和垃圾收集性能是實(shí)惠的，因?yàn)樗サ袅俗钔ǔ５某绦蝈e(cuò)誤根源并簡(jiǎn)化了程序設(shè)計(jì)人員的工作。但是，從實(shí)時(shí)系統(tǒng)的角度來(lái)看，它的問題恰好就在于它是自動(dòng)的。當(dāng)垃圾收集進(jìn)行時(shí)，你的控制就受限了。 垃圾收集運(yùn)行時(shí)，它凍結(jié)了系統(tǒng)其余部分的處理。這是因?yàn)樗仨氁趦?nèi)存中移動(dòng)對(duì)象，并必須在程序再次運(yùn)行前，更新所有引用（指向）那些對(duì)象的程序變量。垃圾收集能凍結(jié)處理達(dá)數(shù)十分之一秒，具體取決于內(nèi)存量和處理器的速度。很顯然，這對(duì)硬實(shí)時(shí)系統(tǒng)是無(wú)法接受的，甚至極端時(shí)對(duì)軟實(shí)時(shí)系統(tǒng)也是成問題的。 垃圾收集以三種方式開啟。首先JVM有一個(gè)后臺(tái)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(gè)線程，后臺(tái)垃圾收集就會(huì)被該線程占先，但它不會(huì)立刻被占先，它得更新那些已被移動(dòng)得對(duì)象的所有引用后，才能讓一個(gè)線程運(yùn)行。 其次，若JVM沒找到足夠內(nèi)存來(lái)滿足某個(gè)內(nèi)存分配請(qǐng)求，它將啟動(dòng)一個(gè)不會(huì)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(gè)應(yīng)用程序能通過調(diào)用Systev.gc（）方法來(lái)啟動(dòng)垃圾收集。所有，如果你知道系統(tǒng)暫時(shí)不會(huì)執(zhí)行任何時(shí)序上關(guān)鍵的任務(wù)，你可以啟動(dòng)垃圾收集，并希望避免稍后在更關(guān)鍵時(shí)段進(jìn)行收集。 C） JVM的系統(tǒng)開銷 我們已經(jīng)論述了許多JVM的內(nèi)置特點(diǎn)，比如圖形和網(wǎng)絡(luò)，它們使得你的Java程序更快上市。所有這些特點(diǎn)的負(fù)面是JVM的內(nèi)存開銷。因?yàn)镴VM是一個(gè)整塊（要達(dá)到Java的可移植的目的，你必須完整的采納），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。 但是如果你的Java程序也在使用一些消耗內(nèi)存的功能，由于一個(gè)JVM中有那么多的功能，各個(gè)Java應(yīng)用程序就能寫的小一點(diǎn)。如果你建立的是一個(gè)從網(wǎng)絡(luò)上動(dòng)態(tài)下載并運(yùn)行多個(gè)程序的系統(tǒng)，那么這將是個(gè)很大的優(yōu)點(diǎn)。但Java仍然不具備可配置性和可伸縮性，而這些是嵌入操作系統(tǒng)一直以老字號(hào)自居的特點(diǎn)。 D）硬件訪問 Java實(shí)現(xiàn)可移植性的安全性的方法也意味著它缺乏直接同硬件接口的能力。JVM僅僅是一個(gè)虛擬的機(jī)器，一個(gè)對(duì)硬件的軟件抽象，該抽象僅僅使連接是直接的。虛擬機(jī)控制與實(shí)際硬件的接口，而我們只能和虛擬機(jī)打交道。 但這并非無(wú)法逾越的限制，很多C程序使用內(nèi)嵌匯編來(lái)規(guī)避性能上的瓶頸，所以Java程序也能使用C來(lái)獲得對(duì)硬件的直接訪問。 讓Java和C一起工作有兩種方式。第一、可以使用本地方式，它們是用C/C++或另一種語(yǔ)言寫的，但當(dāng)調(diào)用時(shí)，則裝入與JVM同樣的內(nèi)存空間，運(yùn)行于同樣的環(huán)境。因?yàn)樗鼈儽痪幾g成機(jī)器碼，本地方式運(yùn)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(lái)彼此交流，就像網(wǎng)絡(luò)中通信端點(diǎn)使用的套接一樣。在你選擇了混合語(yǔ)言方法后，Java的與平臺(tái)無(wú)關(guān)和安全特點(diǎn)就沒有了。 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(shí)現(xiàn)方案。Java程序能在這些處理器上直接運(yùn)行并操縱硬件，要注意Sun必需加一些特殊目的的指令給這種語(yǔ)言才能直接與這些處理器一起工作。 E） 語(yǔ)言尚不夠成熟 Java于1996年5月發(fā)布，幾個(gè)月就有了beta版。第一個(gè)主要修訂版，Java Development Kit（JDK）1.1在一年以后開發(fā)出來(lái)，以標(biāo)準(zhǔn)的程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言角度來(lái)看，Java還很年輕，也很粗糙。實(shí)際上，所有通用語(yǔ)言，都要幾年時(shí)間才能夠成熟到能可靠的寫出作為產(chǎn)品的應(yīng)用程序的程度。 在其進(jìn)一步發(fā)展中，Sun公司分了三個(gè)步驟來(lái)促進(jìn)Java成為一種通用語(yǔ)言和計(jì)算機(jī)平臺(tái)。首先，用Java編程實(shí)現(xiàn)現(xiàn)存的商業(yè)和企業(yè)的一些功能活動(dòng)，諸如電子郵件、日歷和字處理程序。在這些方面，Java將與傳統(tǒng)的編程語(yǔ)言和傳統(tǒng)的編程方法競(jìng)爭(zhēng)。其次，把Java提供給企業(yè)，使他成為一種編寫內(nèi)部應(yīng)用程序的方法。信息科學(xué)部門常常要用一種必須編譯的（因而是針對(duì)具體平臺(tái)的）語(yǔ)言來(lái)產(chǎn)生客戶程序，因此由于平臺(tái)不同而編譯和維護(hù)不同的版本。如使用Java，信息科學(xué)部門只需編寫和維護(hù)一種版本。最后一步，是為傳統(tǒng)嵌入式設(shè)備應(yīng)用，比如移動(dòng)電話、機(jī)頂盒以及打印機(jī)定義Java API以及語(yǔ)言功能。 Java開發(fā)的編程工具也仍在發(fā)展之中。有幾個(gè)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的僅有選擇，其他幾個(gè)供應(yīng)商的產(chǎn)品也很有競(jìng)爭(zhēng)力，這些公司在開發(fā)檢測(cè)和調(diào)試工具上較慢。市場(chǎng)上有了一些初步的產(chǎn)品， Parasoft的Jtest軟件自動(dòng)為Java模塊生成檢測(cè)案例，而Numega的Jcheck為JVM中的程序行為提供一定的可見性。 目前仍然沒有完善的交叉調(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(lái)處理目標(biāo)平臺(tái)上程序的方案，你很可能必須用C/C++來(lái)寫你的程序中針對(duì)硬件的部分。不管怎樣，你最好用一個(gè)C/C++交互調(diào)試器來(lái)調(diào)試那些代碼，并在你的目標(biāo)系統(tǒng)上用彈出對(duì)話框，保持記錄文件，或其他類技巧來(lái)調(diào)試你的Java。 4、總結(jié) 由上可見，Java的嵌入式應(yīng)用是排在Sun公司日程的最后的，Sun在繼續(xù)為這些用途發(fā)展此語(yǔ)言，但對(duì)這方面的發(fā)展會(huì)次于桌面及企業(yè)用途。但是Java的優(yōu)點(diǎn)已經(jīng)不容忽視，越來(lái)越多的廠家和研究工作者正在加緊這方面的突破。希望這篇文章給這方面的探索者些許裨益。