ASM: un outil de manipulation de code pour la ralisation de systmes adaptables Systmes composants ad

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ASM un outil de manipulation de code pour la
réalisation de systèmes adaptables Systèmes à
composants adaptables et extensibles17, 18
octobre 2002

• E. Bruneton, R. Lenglet, T. Coupaye

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Plan

• Motivations
• Travaux existants
• format des classes, problèmes à résoudre, BCEL et
  SERP
• Notre approche
• idée principale, comparaison avec BCEL et SERP
• Exemples dutilisation
• Performances
• Conclusion

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Motivations

• Les systèmes adaptables utilisent en général des
  objets dinterposition ou des méta-objets
• permet dassocier des propriétés
  non-fonctionnelles
• Ces techniques nécessitent de générer ou de
  modifier du code existant
• génération du code dinterposition spécifique
  pour une interface applicative donnée
• modification dune classe applicative pour y
  introduire du code réifiant les événements
  souhaités
• Pour les systèmes ouverts, ceci doit pouvoir être
  fait à la volée

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Motivations

• Première méthode utiliser le code source
• pratique (code manipulé de haut niveau) mais
  lent, lourd (il faut embarquer un compilateur
  complet dans lapplication) et requiert
  évidemment laccès au code source
• Deuxième méthode utiliser le code compilé
• moins pratique mais plus rapide et plus léger
• cependant les outils existants ne sont pas encore
  assez rapides et légers selon nous
• doù lidée de faire un nouvel outil en mettant
  laccent sur les performances

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Le format des fichiers .class

• Table des symboles
• Noms des champs et méthodes, descripteurs de
  types
• Champs
• Méthodes
• code
• liste ordonnée dinstructions
• table des numéros de lignes
• table des variables locales
• exceptions
• Nom du fichier source
• Classes imbriquées

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Problèmes à résoudre pour modifier un fichier
.class

• Nombreux détails de (dé)sérialisation
• Gestion de la table des symboles
• constantes manquantes ou inutilisées
• gestion des indexes dans cette table
• Adresses dinstruction
• deviennent invalides si des instructions sont
  insérées ou supprimées
• Taille de pile maximale
• requiert un algorithme danalyse de flot de
  contrôle

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Approche de BCEL et SERP

• Construire un modèle objet de la classe
• un objet par entrée dans la table des symboles,
  par champ, par méthode, par instruction de
  bytecode
• Détails de (dé)sérialisation complètement masqués
• Gestion de la table des symboles simplifiée
• mais les index dans cette table ne sont pas
  masqués dans BCEL
• Adresses dinstruction complètement masquées
• modélisées par des références Java entre les
  objets représentant les instructions
• Calcul automatique des tailles de pile maximales

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Idée principale dASM
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Comparaison des approches

• ASM nutilise pas un modèle objet explicite
• évite beaucoup de new
• plus rapide, requiert moins de mémoire et
  détapes de GC
• requiert peu de classes taille du code plus
  petite
• les modifications doivent être faites avec des
  visiteurs
• ok pour les modifications simples
• mais complexe pour les modifications  non
  locales 
• élimination du code mort, optimisation de
  lallocation des variables locales
• on peut cependant implémenter
• un visiteur ASM qui construit un modèle objet des
  classes quil visite
• des méthodes accept pour faire visiter ce modèle
  objet à un visiteur ASM
• pas facilement extensible

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Comparaison des approches

• Détails de (dé)sérialisation
• complètement masqués, comme dans BCEL et SERP
• Gestion de la table des symboles
• complètement masquée à lutilisateur, comme dans
  SERP
• Adresses dinstruction
• modélisées par des objets Label
• Calcul des tailles de pile maximales
• automatique ou manuel, comme dans BCEL et SERP

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Exemples dutilisation

• Actuelles
• ProActive génération dobjets dinterposition
   réificateurs 
• Fractal génération dobjet dinterposition,
  classes mixins, fusion de classes
• Futures
• JABYCE canevas de manipulation de classes basé
  sur ASM et la programmation par composants
  (Fractal).
• Envisageables
• JORM, JOnAS, Jonathan

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Performances

• Temps pour charger 1155 classes
• Sans adaptation dynamique des classes 2 s
• Avec adaptation dynamique des classes

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Conclusion

• ASM
• est similaire a BCEL ou SERP
• utilise le patron Visiteur sans modèle objet
  explicite associé
• doù un outil beaucoup plus petit et plus rapide
  que BCEL et SERP
• Travaux futurs
• Comment rendre ASM plus extensible tout en
  gardant la même approche et les mêmes
  performances?