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1、静动态结合的Java程序不变性分析方法于利前王林章雷斌赵建华李宣东(南京大学计算机软件新技术国家重点实验室南京210093)(南京大学计算机科学与技术系南京210093)摘要:程序的不变性（Immutability）是指类的实例对象在其生命周期内状态不会发生改变。不变性信息可以用来指导程序的分析、测试和验证等工作。分析程序的不变性主要有两种技术：一种是采用静态分析技术分析对象式程序的类、属性和方法等，获得程序不变性性质；另一种是通过观察程序运行时各个对象的状态变化来判断程序的不变性性质。静态分析具有可自动化、效率高等优点，但是因为静
2、态分析采取保守的分析策略，使得分析的精度不高。动态分析可以准确地观察对象的状态变化，但是分析的结果不完备，并且因为要多次运行程序，开销高。现有分析不变性的技术主要集中于对程序的静态分析，而动态分析方面的工作很少。本文在分析了静、动态分析技术各自的优缺点后，提出了一种静动态结合的混合分析技术。首先通过对程序进行静态分析以获得初步的程序不变性信息，然后对静态分析的结果中不确定的部分再进行动态分析，同时动态分析还可以用于对静态分析结果的验证。静动态结合的分析技术比单纯的静态分析提高了分析结果的精度，同时也降低了单纯用动态分析的开销，提高了
3、效率。关键词:不变性；静态分析；动态分析；混合分析中图法分类号:TP311CombinedStaticandDynamicImmutabilityAnalysisofJavaProgramYULi-QianWANGLin-ZhangLEIBinZHAOJian-HuaLIXuan-Dong(StateKeyLaboratoryofNovelSoftwareTechnology,NanjingUniversity,Nanjing210093)(DepartmentofComputerScienceandTechnology,Nanji
4、ngUniversity,Nanjing210093)Abstract:Anobjectisimmutableifitsstatecannotbechangedduringitslifecycle.Thischaracteristicofobjectiscalledimmutability.Theimmutabilityinformationcanbeappliedtoconductprogramanalysis,testing,verification,andsoon.Theanalysistechniquesofobjectim
5、mutabilitycanbeclassifiedintotwocategories:Oneisstaticanalysis,theotherisdynamicanalysis.Staticanalysiscanbeautomatic,butsinceitconsidersconservativeconditions,itsprecisionisnothigh.Dynamicanalysiswillrunaprogramtoobservethechangesofobjectstates,soitcanreportanobjectis
6、mutablewheneveritsstateischanged.Butdynamicanalysisisnotcomplete,evenifthestateofanobjectisnotchangedduringmanytimesofprogramexecution,wecannotconcludethattheobjectisimmutable.Alsothedynamicanalysiscostsalot.Considerboththeadvantagesanddisadvantagesofstaticanalysisandd
7、ynamicanalysis,wepresentahybridanalysistechniqueinthispaper,whichcombinesthestaticanddynamictechniquetoanalyzetheimmutabilityofJavaprogram.Wefirstanalyzeaprogramstatically,andthendynamicallychecktheundecidedpartsintheresultofstaticanalysis.Alsodynamicanalysiscanbeusedt
8、overifytheresultsofstaticanalysis.Thishybridanalysistechniquenotonlyincreasestheprecisionofstaticanalysisbutalsoreduc
