隨著智慧型手持裝置﹝Smart Handset﹞的普及化，嵌入式系統的設計和開發越來越受到討論，各種嵌入式系統問題也越來越受到重視，如裝置運作的穩定和效率問題，易於操作的人機介面設計，和滿足各種需求的多樣化應用程式設計，嵌入式系統已漸漸的深入大家的日常生活中。

在嵌入式系統上的應用程式開發，常受到系統本身資源的限制。相較於一般電腦系統，嵌入式系統的硬體資源是很有限的，其中也包含了記憶體。因此程式開發往往需要考慮記憶體不足的問題，程式設計也要避免大量的記憶體配置導致程式大量佔用系統記憶體，影響系統的正常運作，造成系統危障。

JAVA是常見的嵌入式程式設計語言。基於JAVA的高度可攜性，程式可藉由JAVA虛擬機器﹝JAVA Virtual machine﹞輕易的達到跨平台的目的。但JAVA程式設計也同樣的有所限制，JAVA程式語言在開發上不允許對記憶體的直接存取，記憶體的配置與釋放隨著物件的生存時間全權由系統來控管，使用者無法確實的自行掌握記憶體使用情況。

這個研究主題在於對JAVA語言設計一組工具，應用到智慧型Android平台上的Dalvik虛擬機器﹝Dalvik Virtual machine﹞，負責操作記憶體的配置與釋放，讓使用者可以全權掌握記憶體，確保記憶體可重複利用，避免Memory Leak的問題造成系統癱瘓。

With the popularity of Smart Handset devices, much more discussion of the design and development of embedded systems, some of embedded system problems such as the stability and efficiency of the device, the easy-operating interface design and a variety of application design are more and more important.

Application development in the embedded systems is often limited by the system resource such as memory. Compared with common computer systems, embedded system got very limited memory. Therefore, program development in the embedded systems often need to consider the problem of insufficient memory, and program design must also avoid using too large number of memory allocation to cause the program take up a lot of system memory, affecting the system operation, causing the system hazard.

Java is one of the common programming languages using in the embedded system development. Based on the high portability, Java programs can easily port to another system environment by using the Java virtual machine. However, the Java programming is also restricted, such as Java programming is not allowed to access memory space direct, and the memory allocation and release are all controlled by the system, rather than users.

The purpose of the research is to design a set of Java programming tools. It can be applied to Android Dalvik virtual machine, which is responsible for operating the memory allocation and release, to allow users to control memory so as to ensure that memory can be reused to avoid the system hazard caused by the system memory leak problem.

序言 _______________________________________________________________
誌謝 i
中文摘要 ii
英文摘要 iii
正文 _______________________________________________________________
一. 序論 1
1.1. 研究動機與目的 1
1.2. 論文大綱與架構 2
二. 虛擬機器介紹 3
2.1. Java 3
2.2. 虛擬機器 4
2.3. Java 虛擬機器 6
2.4. Dalvik 虛擬機器 7
2.5. 結論 9
三. 記憶體管理機制介紹 11
3.1. 自動回收優點 12
3.2. 自動回收問題 13
3.3. 自動回收演算機制 14
3.4. 自動回收實行策略 18
3.5. 結論 19
四. 程式設計 21
4.1. 記憶體管理機制 21
4.2. 記憶體配置演算法 26
4.3. 記憶體釋放演算法 27
4.4. 記憶體存取演算法 28
4.5. 其他功能 30
五. 程式實作 32
5.1. 程式實作架構 32
5.2. 記憶體管理類別 33
5.3. 整數型態管理類別 34
5.4. 浮點數型態管理類別 37
5.5. 字元型態管理類別 39
5.6. 總結 41
六. 程式效能分析 43
6.1. 速度測試結果 44
6.2. 記憶體測試結果 45
6.3. 結論 47
七. 程式應用展望 49
v
圖次__________________________________________________________________
圖2.1- C/C++編譯執行過程 6
圖2.2- JAVA 編譯執行過程 7
圖2.3- JAVA 應用程式的編譯過程 8
圖2.4- Android 應用程式的編譯過程 8
圖4.1-記憶體管理機制 22
圖4.2-可用的記憶體區塊管理情形 23
圖4.3-使用中的記憶體區塊管理情形 23
圖4.4-可用的碎裂記憶體區塊管理情形 25
圖4.5-使用中的碎裂記憶體區塊管理情形 25
圖4.6-碎裂記憶體區塊操作範例 26
圖4.7-可用記憶體區塊搜尋配置演算流程 27
圖4.8-記憶體區塊釋放演算流程 28
圖5.1-程式類別繼承關係 32
表次________________________________________________________________
表1.1-論文大綱 2
表2.1- JVM 與DVM 的差異 10
表3.1-記憶體回收演算機制相對比較 19
表4.1-管理圖位移量定義 25
表5.1-實作使用者記憶體管理模式 42
表6.1-程式速度測試結果 44
表6.2- JVM 管理模式記憶體使用測試結果 45
表6.3-使用者管理模式記憶體使用測試結果 46
參考________________________________________________________________
參考資料 50

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[24] Eclipse,
http://www.eclipse.org/
[25] Android Developers,
http://developer.android.com/index.html
[26] Java,
http://www.java.com/zh_TW/
[27] Java2 Platform Standard Edition 5.0, http://download.oracle.com/javase/1,5.0/docs/api/