Java智能卡平台及其优化技术展望
2023年智能卡行业市场研究报告
2023年智能卡行业市场研究报告智能卡是一种集成了芯片和接口的卡片，可以存储和处理数据，实现身份验证和支付功能。
随着信息技术的快速发展，智能卡在各个领域都得到了广泛的应用，市场需求不断增长。
本文将对智能卡行业进行市场研究，分析其市场规模、发展趋势和竞争状况。
首先，智能卡市场规模不断扩大。
智能卡广泛应用于金融、公共交通、物流、电信、医疗等各个领域。
根据市场研究报告，智能卡的市场规模从2015年的1000亿元增长到2020年的2000亿元，年均增长率达到20%以上。
预计未来几年，智能卡市场规模还将继续扩大，主要受益于数字化转型和物联网的快速发展。
其次，智能卡行业发展趋势明显。
随着无接触支付技术的成熟和普及，传统的磁条卡将逐渐被智能卡取代。
智能卡具有安全性高、扩展性强等优点，能够更好地满足用户的需求。
另外，智能卡还可以与其他设备进行互联，实现更多的应用场景，例如门禁、车载支付等。
未来几年，智能卡行业将继续向高性能、多功能和无接触支付方向发展。
再次，智能卡市场竞争激烈。
目前，智能卡市场主要由几家国际知名公司垄断，例如Gemalto、NXP、Infineon等。
这些公司在芯片设计、制造和系统集成等方面具有较强的实力和技术优势。
同时，国内的智能卡企业也在积极争夺市场份额，加大研发投入，提高产品质量。
随着市场竞争的加剧，智能卡行业将进一步优化产业结构，提高技术水平和品牌影响力。
最后，智能卡行业面临的挑战也不容忽视。
首先是安全性问题。
智能卡作为支付和身份认证的工具，安全性至关重要。
但是，随着黑客技术的不断进步，智能卡领域也面临着更多的安全威胁。
因此，智能卡企业需要不断强化安全防护措施，提高产品的抗攻击能力。
其次是成本问题。
智能卡的成本较高，给广大用户带来了一定的经济压力。
智能卡企业需要通过技术创新和规模效应，降低生产成本，提供更具竞争力的产品。
综上所述，智能卡行业市场前景广阔，但也面临着一些挑战。
智能卡企业需要抓住市场机遇，加大技术研发和市场推广力度，不断提升产品的竞争力和附加值。
智能卡解决方案
智能卡解决方案
《智能卡解决方案：提升生活便利的科技创新》
在现代信息社会，智能卡扮演着越来越重要的角色，它不仅是我们实现线上支付、身份识别和信息存储的重要工具，还可以在各行各业中发挥着重要的作用。
但与此同时，智能卡也面临着诸多安全和便利性的挑战，因此需要不断创新和改进来提升其性能和功能。
智能卡解决方案是针对智能卡领域的一种技术创新和解决方案。
通过不断地研究和发展，智能卡解决方案已经实现了一系列的创新，比如使用先进的密码学技术来加强智能卡的安全性，采用接触式和非接触式技术来提高智能卡的便利性，以及结合物联网技术和大数据分析技术来实现更加智能化的应用。
在金融领域，智能卡解决方案可以帮助银行和金融机构提高支付安全性和便利性，减少欺诈和盗刷风险，提升用户体验。
在医疗领域，智能卡解决方案可以用于个人健康档案的存储和管理，提高就医和用药的便利性。
在城市管理领域，智能卡解决方案可以应用于公共交通、门禁系统和社会福利发放等方面，提高城市管理的智能化水平。
因此，智能卡解决方案的不断创新和应用，将会为我们的生活和工作带来更多的便利和安全。
随着科技的不断发展，相信智能卡解决方案会为我们的生活和社会带来更多的惊喜和改变。
浅析J2EE构架平台的结构及优势
标准版中 许多 的 优点，同 还提供了 JB(E 时 对E nterpr ise JavaBeans) , Java Ser vl et s A JSP( Java Server Pages) 以 11 PI. 及)1 .技术的全面支持。 4 一、 J2EE的结构
这种基于组件，具有平台无关性的J2EE结构使得J2EE程序的编写十 分简单，因为业务逻辑被封装成可重用的组件，并且J2EE服务器以容器 的形式为所有的组件类型提供后 台服务。开发人员就不用 自己开发这种 服务，而可以集中精力解决手头的业务问题。 容器(Cont a i ner ) 是组件和支持组件的底层平台相关功能之间的接 ( 口。执行组件之前，必须将它装配到J 2EE应用程序和部署到它的容器 中。容器设置定制了J2EE服务器所提供需内在支持，包括安全，事务管 理，JN I ( Java N i ng and Di r ect or y Int er f ace) 查询，远程连接等 D am 服务，以下列出最重要的几种服务二 ( 1) J2EE安全(Secur i t y)模型可以让你配置W eb组件或Ent er pr i se Bean，这样只有被授权的用户才能访问系统资源。每一客户属于一个特 别的角色， 而每个角色只允许激活特定的方法。可在Ent erpr i se Bean的 布置描述中声明角色和可被激活的方法。由于这种声明性的方法，就不 必编写加强安全性的规则。 ( 2) J 2EE事务管理(Tr ansact i on M anage m ) 模型让开发者指定 ent 组成一个事务中所有方法间的关系，这样一个事务中的所有方法被当成 一 个单一的单元。当客户端激活一个Ent er pr i se Bean中的方法，容器介 入管理事务。因有容器管理事务，在Ent er pr i se Bean中不必对事务的边 界进行编码。要求控制分布式事务的代码会非常复杂。只需在布置描述 文件中声明Ent er pr i se B ean的事务属性，而不用编写并调试复杂的代
基于Java的智能影像识别系统设计与优化
基于Java的智能影像识别系统设计与优化智能影像识别系统是一种利用计算机视觉技术对图像或视频进行分析和识别的系统。
随着人工智能和深度学习技术的不断发展，智能影像识别系统在各个领域得到了广泛的应用，如安防监控、医学影像分析、自动驾驶等。
本文将重点讨论基于Java语言的智能影像识别系统的设计与优化。
1. 智能影像识别系统概述智能影像识别系统是指利用计算机视觉技术对图像或视频进行分析和识别，从而实现自动化处理和智能决策的系统。
该系统通常包括图像采集、图像预处理、特征提取、特征匹配和分类识别等模块。
在基于Java语言的智能影像识别系统中，我们可以利用Java提供的丰富库函数和强大的生态系统来实现各种功能模块。
2. Java在智能影像识别中的优势Java作为一种跨平台的编程语言，具有良好的可移植性和跨平台性，适合用于开发各类应用程序，包括智能影像识别系统。
同时，Java拥有强大的面向对象编程特性和丰富的第三方库支持，可以帮助开发人员快速构建高效稳定的系统。
3. 智能影像识别系统设计3.1 图像采集与预处理在智能影像识别系统中，首先需要对图像进行采集和预处理。
Java提供了丰富的图像处理库，如Java Advanced Imaging (JAI) 和Java ImageIO等，可以帮助我们实现图像数据的读取、解码和预处理操作。
3.2 特征提取与特征匹配特征提取是智能影像识别系统中非常重要的一步，通过提取图像中的关键特征信息来描述图像内容。
常用的特征提取算法包括SIFT、SURF、HOG等。
在Java中，我们可以利用OpenCV等第三方库来实现这些算法，并进行特征匹配以实现目标检测和目标跟踪等功能。
3.3 分类识别与模型优化分类识别是智能影像识别系统中的核心任务，通过构建分类器模型对图像进行分类。
在Java中，我们可以使用深度学习框架如TensorFlow、Keras等来构建卷积神经网络（CNN）或循环神经网络（RNN）等模型，并通过大量数据集进行训练和优化，以提高系统的准确率和鲁棒性。
浅析Java智能卡技术相关问题
Ｊ ｖ 智 能 卡 是 在 智 能 卡 技 术 的 基 础 上 ａａ
发 展起 来 的 ， ａ ａ 术和 智 能卡 技 术的 有 是Ｊ ｖ 技 的 基 础 上 ， 卡 片 内 通 过 软 件 构 建 的 一 个 在
例 Ａｐ ｌｔ Ｃ ＡＰ Ｕ（ ｏ — Ｄ Ｃ ｍｍａ ｄ ＡＰ ｎ ＤＵ）智能 卡 使用 可 能 会 出错 ， 如 系统 突 然 掉 电 、 ｐ ｅ ￣ ；
卡 片内文 件分 ３ ， 类 分别 为 ： 控文 件ＭＦ 法 ； ｐ ｅ 的ｐ ｏ ｅｓ 法执 行 时 ， 根 据传 Ｊ ＲＥ 成 。 Ｃ Ｅ 须 保证 对永 久对 象 的某 主 Ａｐ ｌｔ ｒ ｃ ｓ 方 将 Ｃ 完 ＪＲ 必 ＤＵ对 象 中 存 储 的 命 令 头 中 Ｉ 字 个 成 员 或 类 成 员 的 更 新 操 作是 原 子 性 的 ： ＮＳ （ ｓ ｒ Ｆｌ 、 Ｍａｔ ｉ ） ｅ ｅ 专用文件Ｄ （Ｄ ｄ ａ ｄ ｉ ）基 入 的 ＡＰ Ｆ ｅ ｉ ｔ Ｆｌ 、 ｃｅ ｅ 本文件Ｅ （ ｌ ｅ ｔｒ ｎ ）卡片内文件结 构 节 ， 断该 命 令 为何 种 命 令 ， 当 该 命 令 有 同 样 ， ＣＲＥ必须 保 证 对 数 据 块 的 更 新 操作 Ｆ Ｅｅ ｎａｙ Ｆ ｅ。 ｍ 判 并 Ｊ 调 ＤＵ类 中定 义 的 接 收 是 原 子 性 的 。 务 处 理 机 制 只 对 永 久 数 据 事 最多为３ 目录 ， 层 即ＭＦ Ｄ — Ｆ 般两层基本 输 入 数 据 时 ， 用 ＡＰ — ＦＤ 一
值 ， 旦 Ａｐ ｌ ｔ 动 退 出或 事 务 物理上 ， 在 ＭＦ占
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年Java开发者应该学习哪些前沿技术
年Java开发者应该学习哪些前沿技术作为一名 Java 开发者，身处技术不断迭代更新的时代，时刻保持学习的状态，紧跟前沿技术的步伐至关重要。
以下是一些值得 Java 开发者在今年深入学习和探索的前沿技术。
首先，云原生技术是当前的热门领域。
Kubernetes 作为容器编排的核心工具，能够帮助开发者更高效地管理和部署 Java 应用。
通过学习Kubernetes，我们可以实现应用的自动化部署、弹性伸缩以及故障恢复，大大提高系统的可用性和稳定性。
另外，服务网格（Service Mesh）如Istio 也逐渐受到关注。
它为微服务架构提供了更强大的流量管理、安全控制和可观测性能力，有助于解决在复杂微服务环境中服务间通信的各种难题。
其次，响应式编程正在改变 Java 应用的开发方式。
像 Project Reactor 这样的响应式库，使得我们能够构建非阻塞、异步的应用程序，从而提高系统的并发处理能力和资源利用率。
在高并发的场景下，响应式编程能够显著提升应用的性能和响应速度，为用户提供更流畅的体验。
再者，函数式编程在 Java 中的应用也日益重要。
Java 8 引入的lambda 表达式和函数式接口为函数式编程奠定了基础。
学习函数式编程的概念和技巧，如纯函数、不可变数据结构和高阶函数等，可以使代码更简洁、可维护，并且更容易进行并行和并发处理。
还有，分布式事务处理技术也是不容忽视的。
随着微服务架构的广泛应用，跨多个服务的事务一致性成为了一个挑战。
像 Seata 这样的分布式事务框架能够帮助我们解决分布式环境下的事务问题，确保数据的一致性和完整性。
另外，Serverless 架构也逐渐崭露头角。
例如 AWS Lambda 或阿里云函数计算等平台，允许开发者以函数为单位部署和运行代码，无需关心服务器的管理和维护。
对于一些特定的场景，如事件驱动的处理逻辑，Serverless 能够提供更高效、灵活和低成本的解决方案。
java card标准
java card标准
Java Card是Java的一个子集，专为智能卡等资源受限设备设计。
其以Java Card Platform specifications（爪哇卡平台规格）为依循标准，此技术规格标准由升阳电脑所研发。
Java Card的主要特点及诉求在于移携性与安全性。
在语言级别，Java Card的所有语言结构都存在于Java中并且行为相同。
这意味着Java Card程序能被Java编译器编译成Java类文件，类文件由特定于Java Card平台的工具进行后续的处理。
但是Java Card 不支持许多Java语言功能，例如char、double、float和long类型，以及对象的finalization、对象克隆等。
此外，Java Card的字节码是由Java Card虚拟机运行的Java Card 字节码，是标准Java虚拟机运行的Java字节码的功能子集，但具有不同的编码以优化大小。
与通过编译相同Java源代码获得的Java小程序相比，Java Card小程序通常使用更少的字节码。
这节省了内存，这是资源受限设备（如智能卡）的必需品。
同时，作为设计权衡，不支持某些Java语言功能和大小限制。
存在克服大小限制的技术，例如将应用程序的代码分成低于64K限制的包。
以上内容仅供参考，建议查阅关于java card标准的资料获取更全面和准确的信息。
Java智能卡技术研究
Java智能卡技术研究摘要:Java智能卡技术制订了一种安全、便捷且多功能的智能卡平台规范,已成为智能卡的主流发展趋势。
随着我国信息化建设的不断推进和信息技术的持续发展,Java卡已在身份认证、电子支付和信息安全领域得到了广泛的应用。
关键词:Java 智能卡技术研究Java智能卡,顾名思义就是一种能运行Java语言程序的智能卡。
其实质是,在资源非常有限的智能卡环境中,实现对Java语言部分子集的支持,从而实现能够在智能卡中运行利用这部分Java语言子集开发的应用程序的目的。
因此,可以说Java智能卡是Java嵌入到智能卡中的一种新的应用。
Java卡的出现,使原有嵌入式设备只能实现单一或有限应用的局面得以突破,使得真正意义上的一卡多应用成为现实。
1 Java智能卡的基本概念Java语言的最大特点是平台无关性,即在不同的系统平台上,都可以使用相同的代码。
Java语言的这一特性使得应用程序的移植变得更加容易。
Java智能卡又称为Java Card,Java智能卡技术的原理是在智能卡硬件系统上构建一套软件平台。
该软件平台需要实现Java程序的下载、安装以及执行功能。
其中Java程序的下载和安装功能由Java 智能卡的运行环境实现,而Java智能卡程序的执行则需要Java智能卡的运行环境、卡内虚拟机以及Java智能卡基础类库共同协调完成。
因此,可以说Java智能卡实际上是智能卡硬件系统和提供解释执行Java应用程序的软件系统的有机结合体。
2 Java智能卡的基本结构及原理2.1 从系统结构上看,Java智能卡主要由Java Applet应用层、Java 智能卡软件平台层,以及智能卡本地系统层1)Java Applet应用层。
Java智能卡规范,将运行于Java智能卡中的应用服务程序称为Java Applet。
该层相当于Java智能卡应用系统中的应用服务层。
一个Java智能卡中,可以根据需要下载多个应用各不相同的Java Applet应用程序,从而实现一卡多用的功能,例如,可以在一个Java智能卡中,下载用于实现地铁、汽车、网银、水费、气费等代收功能的Java Applet应用程序。
Java语言开发智能卡应用程序
t net 1.4 Java 智能卡
ne k. 1996 年 11 月，Sun 公司正式发布 JAVA Card1.0 版本的规范。现在 Java 卡的最新的规范是 2.2 k. oo 版。
oo nb 其实 Java 卡的实质是一部功能齐全、但规模较小的电脑，其硬件主要是为了保证 Java 卡的运 b c 行环境的需要。
※ 3 ※
.cnbook Java 卡的出现为不同厂商的智能卡提供了统一的开发环境，95%智能卡制造商已经支持了 Java w 卡的 API。
ww 应用 Java 语言开发的智能卡程序可以应用在所有的 Java 卡上。 et （2）Java 是面对对象的编程语言，面向对象的 API 简化了 Java 卡的 Applet 与终端或后台服务 t n 器的通信。 ne k. （3）由于智能卡程序使用 Java 语言，开发人员可以选择所熟悉和喜欢的开发工具，如 JBuilder。 k. oo 因为可以选择面向对象的开发工具，快速开发和调试 Java 卡的应用程序成为了可能。 oo nb 在以前的智能卡开发环境中，应用程序需要下载到卡的 ROM，而卡的 ROM 程序是无法更新的， c 所以调试卡的程序将占用大量的开发时间。 w. （4）Java 卡支持多种用途。 ww Java 卡可以同时存在多个不同的应用，这些应用可以来自不同的卡供应商。例如它可以有电子 t 钱包功能，也可以有身份鉴别功能，也可以有门禁系统功能。 t ne （5）Java 卡支持程序的增、删、改操作。 ne k. Java 卡上的应用可以进行删除或者添加新的应用，不需要更换新的智能卡，大大增强智能卡的 . o 灵活性。 ok bo 综上所述，Java 卡的出现统一了智能卡的编程接口（API），统一了智能卡的编程语言（Java 语 bo cn 言），使智能卡成为统一标准的产业，这便是它如何受欢迎的原因。 cn w. Java 卡内有一个能执行 Java Applet 的虚拟机，它提供 Java 卡编程的 API，使开发人员不需要 . w 了解智能卡的硬件和专用技术就可以进行智能卡的应用开发。 w t Java 卡的 Applet 能够在不同卡片的环境执行，通过虚拟机的机制来达到跨平台的能力，这与 Java t ne 语言可以跨平台运行的原理相同。 ne k. 1.5 智能卡开发流程图 ok. boo Java 智能卡程序的开发流程图如图 3 所示。
智能卡多应用操作系统的发展趋势及研究
。这
图3 ISO78164 文件系统
对智能卡的 里所说的" 内部" 或" 外部" 是以智能卡作为参照点， 认证称为内部认证， 对外部实体的认证称为外部认证 。 同时进 行内部认证和外部认证可以达到对智能卡和外部实体的认证， 称为双向认证。 用户认证是对智能卡持有人的合法性进行认证的过程， 也 称为用户验证， 认证的方式通常是由用户向智能卡出示仅他本 智能卡通过对该个人密码的正确性进行 人才知道的个人密码，
Internet technology 技术的发展成果在应用时有实际的需求但还没有在智能卡上体 现， 如大容量存储器、 高速 USB 接口和互联网技术等。 它们和 智能卡耦合可能产生各种新的特点和功能， 使得智能卡能更好 地为社会发展服务。
0
引
言
随着信息技术的飞速发展， 信息安全的要求也日益提高， 智 也得到很大的发展， 应用领域 能卡作为信息系统的安全性载体， 广泛应用于金融、 电信、 社保、 公安、 税务、 交通、 公用 不断扩大， 事业和电子政务等多个领域 。基于智能卡的行业应用之间逐渐 显示出互相融合的特征， 如银行发行的公交联名卡（ 金融卡和 公交卡的耦合） 、 金融社保卡（ 金融卡和社保卡的耦合） 和手机 支付卡（ 电信 SIM 卡和金融卡的耦合） 等。 智能卡的行业融合 就是一卡多用或一卡通用， 行业融合带来的多样性需求对智能 、 卡在安全性 开放性和可移植性等方面提出了更高的要求 。 随 智能卡本身的硬件能力和 10 年前 着半导体技术的发展和进步， 相比得到了很大的提高， 但智能卡多应用操作系统的发展却相 对滞后。这体现在几个方面。 第一， 卡上多应用的管理机制不 能满足现在的市场发展需求， 多个发卡方不能很好地协同管理 。 包括资源和应用本身 第二， 开发门槛较高。目前的卡片 卡片， Native 卡的应用必须由专 主要有 Native 和开放式的卡片两种， 业厂商进行开发工作。而开放式的卡片如 Java 卡， 由于缺少文 通用的安全框架和面向智能卡应用的通用应用开发框 件系统、 ［5 ］ 架， 开发门槛依然很高， 很难开发出高效的程序 。 而且多个 程序之间也很难共享代码资源 。 第三， 这些年来半导体和软件
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Java智能卡平台及其优化技术展望摘要 java智能卡的跨平台、多应用、高安全的特性已经使它成为未来智能卡的标准,但这些优点是以牺牲应用的执行性能为代价。
本文分析了java卡的平台体系及其存在的性能问题,在总结分析已有的典型优化方法的基础上,提出了未来优化的一些可行的方向,为相关研究人员提供有用的参考。
关键词java智能卡;平台体系;内存管理模型;优化技术中图分类号tp391 文献标识码a 文章编号1674-6708(201 0)28—0176—03引言智能卡(smartcard)在包括电信、银行、公交、医疗、身份证件、数字电视、安全认证等与普通消费者息息相关的领域均获得了广泛的应用。
在未来移动支付、信用卡等更加普及、对个人信息安全有更高诉求的时代,智能卡仍将发挥不可替代的重要作用。
传统的native卡存在先天缺陷,概括为如下3点:1)应用开发的难度大、周期长、成本高:native卡以汇编或c语言进行开发。
缺乏通用开发平台,开发、调试困难,要求开发人员对硬件的底层细节熟悉;2)不能很好的支持跨行业应用和一卡多用,而一卡多用是智能卡发展的趋势;3)应用在卡发行时便已经固定下来,无法实现应用的更新或升级,无法满足客户个性化的需求,也使供应商在增值服务方面无法有所native卡在互操作性和多功能应用上的不足,在应用开发时的高难度、高成本已经成为限制智能卡进一步发展的最大障碍。
在探索如何解决这些矛盾的过程中,以sun为代表的公司开始尝试将更通用和安全的java平台引入智能卡行业,java卡便应运而生。
1 java智能卡平台java卡是一种可以运行java程序的微处理器智能卡,在卡中运行的程序叫java card applet。
applet可以由用户动态装载到卡上。
java卡是java体系中最小的一个平台,applet可以在任何符合java卡规范的卡上运行,主要规范包括:java卡虚拟机规范(jcvm),编程接口规范(api)和运行时环境规范(jcre),目前最新的规范是3.0版本。
1.1 java卡体系结构及优点1.1.1 java卡体系结构java卡的内部结构由cos、native functions、java vm、javaframework以及架构在此上的应用程序applet所构成,java卡内部结构如图1所示:1.1.2 java卡虚拟机结构与java平台相同。
java卡实现跨平台和高安全的关键是虚拟机,同样受限与硬件资源,java卡虚拟机(jcvm)和普通java虚拟机(jvm)的最重要的区别就在于jcvm是一个分离的结构——卡外和卡内虚如图2所示:卡外虚拟机部分主要包括一个conventer,它运行在pc或者工作站,主要用来装载和预处理输入的class文件.并将其转化输出为一种java卡字节码文件(即cap,convenedap#et);卡内虚拟机部分包括java卡字节码解释器interpreter。
用来解释执行java卡字节码文件。
两者结合,就构成了完整的java卡虚拟机,它们在卡外安装程序和卡上安装器的共同工作下,完成cap文件下载、安装过程,如图3所示:1.1.3 java卡优点java卡的优点可以概括如下:1)平台无关性和互操作性:通过java卡虚拟机技术实现了跨平台和互操作的能力;2)支持一卡多用,应用的动态下载及管理;3)通用和开放:java卡不但兼容了现有的智能卡行业标准,它还提供了一整套标准的api,使智能卡应用开发回到主流的面向对象编程,开发人员无需了解复杂的智能卡硬件和专用技术;4)安全:java卡继承了java语言的安全特性,包括原子事务、应用防火墙等,从而提供了+安全高效的执行环境。
1.2 java智能卡内存管理和对象管理1 2.1 java卡内存管理模型和对象类型作为低端嵌入式设备的java卡,内存是最宝贵的资源。
通常在java卡内有3种存储体:1)rom:通常存储有java卡虚拟机、api类库、卡内操作系统和卡商预先装入的applet等,并在发卡前将它们掩膜到rom中;2)ram:断电后数据丢失,因此用来存储暂态数据,包括局部变量、方法参数、中间运算结果等:3)eeprom:用来存储持久数据,包括下载到卡中的appletclass和创建的持久对象。
目前在java卡中执行应用时,java卡虚拟机调用new指令创建对象,并默认存储于eeprom中。
对象包括两类:1)暂态对象(transient object),它分为两种类型:clear_on_reset和clear on deselect。
通过调用java卡api 来创建,并存储在ram中,断电后对象的字段(field)值、字段类型等数据自动丢失。
clear_on_reset类型的对象在一次会话期间或进行applet选择切换时会保存下来,但进行复位操作时被复位为默认值;而clear_on_deselect类型的对象无论是复位操作还是applet 选择切换,都无法保存。
对暂态对象的操作不是原子的;2)持久对象(persistent object):由new操作符创建,并默认存储在eeprom中,它在卡被拔出后依然存在。
对持久对象数据的操作必须是原子的,即更新操作要么全部完成,要么中断更新并回滚恢复到原来的状态;无论是暂态对象还是持久对象,当没有其他任何对象引用它时,该对象就不再可以访问,也就成为垃圾,但它们所占据的空间只有被回收后才能再次利用。
1.2.2 现有模型的性能问题在字节码文件下载解析过程中,以及虚拟机执行应用的过程中都遭遇了性能问题,而其中消耗绝大部分执行时间的是eeprom写操作,原因总结如下:1)为了支持持久对象的原子性操作,保证数据的完整性,java卡在eeprom中开辟了一块特殊的存储区域来存储原有的数据,以执行数据的回滚。
将旧有数据写入transaction-buffer的次数占据了所有eeprom写操作的75%-80%,而写eeprom的时间为3ms～10ms,比ram慢1 000倍;2)写eeprom操作采用了机制,即先将数据写入page-buffer,然后再写入eeprom,清除page-buffer后再重复下一次的写过程。
这种写入一删除一再写人的机制在大量写操作时是十分缓慢的;3)在下载cap文件时,对常量池等组件的解析过程在eeprom中完成。
同样的,虚拟机在执行applet实例的时候,大部分对象的创建也是在eeprom中完成,两者都产生了大量的eeprom写操作。
2 优化技术的探讨2.1 已有的典型优化技术为了解决java卡的性能问题,研究人员提出了一些典型优化方法,分析归纳如下:1)在java卡虚拟机分离模型的基础上,采用分离模式的cap文件解析优化方案,即将静态解析过程放在卡外执行,该过程只访问cap文件,而无需访问卡内资源。
将动态解析过程留在卡内进行,该过程必须获得卡内资源才能完成解析。
最后设计一种伪指令集来衔接优化后的解析执行过程;2)改进java卡已有的事务(transaction)机制,将transaction-buffer分配在ram中,并将事务开始后的新数据写入这个buffer。
如果事务顺利完成,则将其中的数据写入eeprom并替换旧数据;如果事务中断,比如卡被拔出等,由于ram的易失性,buffer中的数据自然消失,而eeprom中原始的数据也并没有被更改,也就保证了数据的完整性。
该方法大大减少了对eeprom的写操作,很好的提高了应用的执行性能。
不足之处是加大了对本就稀有的ram资源的开销;3)引入cache策略。
改进传统的写eeprom机制。
这个方法的基础是java卡在执行应用期间,写操作的数据拥有高度的局部相似特性(即cache拥有较高的命中率),基于这个特性,在传统的page-buffer的基础上在ram中增加一个object-buffer,并通过引入cache策略,从而在大量写操作发生的时候可以大幅度提高性能;4)改进对象模型,将applet实例和静态数据成员之外的大部分对象都存储在ram中,而非传统的eeprom中。
该方法需要在编写applet时考虑到数据的持久性要求,如事务平衡值,并将这些数据成员的类型设为static,从而将其保存在永久性的eeprom中。
需要指出的是该方法对ram空间有较高的要求;5)采用压缩算法对字节码文件进行优化或对字节码文件中的method组件的指令码进行折叠优化。
但这些方法对有标准格式要求的字节码而言,优化的空间有限且往往会产生优化的负效应。
2.2 优化方向的探索2.2.1 优化的目标1)提高应用的下载、安装速度:减少cap解析过程对eeprom的写操作次数,从而提高java卡对cap文件的下载解析速度;2)提高应用的执行性能:减少applet生命周期过程中对eeprom的写操作次数,提高applet的执行性能;3)提高内存使用率:减少内存碎片和提高空间回收效率,从而更加高效的利用宝贵的java卡内存资源。
2.2.2 可行的技术方案1)实现新的对象模型和新的堆存储区模型,保证有一种合理的算法实现对eeprom(或flash)和ram堆空间的高效管理;2)优化传统的事务机制,在保证持久对象的原子性和一部分敏感暂态数据的安全性的同时,减少事务机制带来的性能负效应;3)探索一种能用于智能卡的合理高效的cache算法,配合写入策略(normal write&tear-proof write)来优化现有的eeprom写入机制;4)围绕对象模型,对现有的java卡堆栈操作指令,以及涉及对象管理和事务机制的api进行分析,对其中实现效率不高的进行优化、合并或扩展,或直接在底层用native代码实现.从字节码指令层提高应用的执行性能;5)设计一种新的cap文件解析策略,结合ram空间的使用,减少在cap文件下载和安装过程中对eeprom的写操作。
提高下载和解析的速度。
2.2.3 技术方案的评估在设计新的算法或方案对java卡平台进行优化之后,需要有一个合理的评估方案实现对优化结果的测评以考察其有效性。
性能评估从两个方面进行:1)java卡正常使用(事务正常完成)的应用执行性能。
需对如下几个方面进行测评:(1)内存管理:包括对象创建和数据更新时的堆栈读写等;(2)指令的派遣和执行。
2)整个平台的性能,包括平台特性和在非正常情况下java卡的性能表现(即事务中断),可以细分为对如下几个环节的测评:(1)应用的下载和安装速度;(2)内存回收策略:包括对象删除和垃圾回收等的效率;(3)jcre:事务中断,即发生数据回滚时的性能表现;(4)api:java卡api方法的执行效率。
3 结论java卡分离的虚拟机结构和有限的内存资源决定了java卡应用的执行性能无法与native卡相比。