JP2002055835A - プログラムアンロードシステム及び記憶媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 プログラム実行に応じて必要なプログラムを
クラスなど所定単位でロードできる仕組みを有するプロ
グラム実行機構において、任意のプログラムを所定単位
で明示的にアンロードすることができるようにする。 【解決手段】 クラスを削除する要求があると、オブジ
ェクト生成抑止部１３は、クラス管理データ構造１１内
のオブジェクト生成抑止フラグを禁止状態にする。オブ
ジェクト生成抑止フラグが禁止状態であると、オブジェ
クト生成部１２はオブジェクト生成を要求しても新たに
オブジェクトを生成しない。このため、オブジェクトは
ガベージ・コレクタ１４によって回収されるだけとな
り、次第に減少する。クラス・アンロード実行部１５
は、全てのオブジェクトが削除されたことを検出する
と、全てのクラスをアンロードする。続けて、ガベージ
・コレクタ１４は、クラスをロードしていたクラスロー
ダー・オブジェクトを削除する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プログラムアンロ
ードシステムおよび記憶媒体に関する。特に、Ｊａｖａ
プログラム実行環境のようなプログラム実行機構で、ク
ラスをアンロードする処理において、明示的にクラスを
アンロードできるようにするためのものである。

【０００２】

【背景技術】プログラム実行に応じて必要なプログラム
をクラス単位などでロードできる仕組みを持つプログラ
ム実行機構、例えばＪａｖａプログラム実行環境（Ｊａ
ｖａ言語で記述されたソースプログラムをコンパイルす
ることにより生成される、中間コードを実行するＪａｖ
ａ仮想マシンによって実現されるプログラム実行環境）
では、プログラムをインターネットやサーバ等からダウ
ンロードして実行できるという特徴を持つ。この特徴を
利用すれば、新たなプログラムをダウンロードしてシス
テム（Ｊａｖａプログラム実行環境搭載装置）に実装さ
せることにより、システムを停止させることなく、シス
テムの振る舞いや機能を変更することも可能になる。例
えば、図１に示すように、不具合修正版のクラスＡ、機
能追加（削除）版のクラスＡ、収集データ変更版などの
新たなクラスＡをシステム１にロードすることにより、
不具合のあるクラスＡを修正済みのクラスに置き換えた
り、新たな機能を追加したり、不要な機能を除去した
り、エージェントにより収集されたデータを変更または
追加することができる。

【０００３】このような方式を実現するためには、シス
テム動作中に変更または修正されたクラスを再度システ
ムにロードする必要がある。現在のＪａｖａプログラム
実行環境では、同名のクラスを再ロードするためには、
置き換えたいクラスを一旦システムから削除しなくては
ならない。このようにクラスをシステムから削除するこ
とを「クラスをアンロードする」という。また、クラス
とは、オブジェクト（１つのデータ構造で、データの値
とそれに関する手続を合わせたものであって、クラスに
より生成される。）内部のデータ構造とその操作をまと
めて定義したものである。

【０００４】通常のＪａｖａプログラム実行環境におい
ても、ロードされたクラスを再びアンロードする仕組み
は組み込まれているが、通常のＪａｖａプログラム実行
環境に組み込まれているクラスをアンロードする仕組み
は、次に説明するように、あるクラスから生成されたオ
ブジェクトが全てガベージ・コレクトの対象となったと
き、そのクラスをアンロードするというものである。

【０００５】図２、図３及び図４は、Ｊａｖａプログラ
ム実行環境において、Ｊａｖａ仮想マシンにクラスがロ
ードされ、またアンロードされる仕組みを表している。
例えば図２に示すクラスＡ１のオブジェクトが、その処
理の中でクラスＡ２を呼び出すと、クラスＡ２がＪａｖ
ａ仮想マシンにロードされ、図５（ａ）のステップＳ１
に示すようにオブジェクト生成部がオブジェクト３の作
成を要求するので、ロードされたクラスＡ２はＪａｖａ
仮想マシン上でインスタンス化（Ｊａｖａ仮想マシン上
で実行可能な状態となること）されてオブジェクト３
（インスタンスともいう。）が作成される（ステップＳ
２）。そして、呼び出したクラスＡ１のオブジェクト３
は、クラスＡ２のオブジェクト３を利用できるようにな
る。このようにして、Ｊａｖａ仮想マシン上において
は、図２に示すようにクラスローダー・オブジェクト２
によって各クラスＡ１、Ａ２、…がロードされ、さらに
各クラスＡ１、Ａ２、…からインスタンス化されたオブ
ジェクト３の群が生成される。一方、Ｊａｖａプログラ
ム実行環境においては、あるオブジェクト３が他のオブ
ジェクト３によって参照もしくは使用されていないこと
がガベージ・コレクタによって確認されると（図５
（ｂ）のステップＳ１１でYESの場合）、ガベージ・コ
レクタは使われなくなったオブジェクト３を回収（クリ
ア）する（ステップＳ１２）。ついで、クラスＡ１、Ａ
２、…から生成されたオブジェクト３が全てガベージ・
コレクタによって回収されたか否か判別し（ステップＳ
１３）、図３に示すようにクロスローダ・オブジェクト
２から派生した全てのオブジェクト３が全て回収されて
いれば、クラスＡ１、Ａ２、…とクラスローダー・オブ
ジェクト２をＪａｖａ仮想マシンからアンロードする
（ステップＳ１４）。なお、クラスローダーとは、Ｊａ
ｖａプログラム実行環境において、クラスファイルを読
み込み、クラスをメモリ上に展開するものであって、プ
ログラム実行に必要な情報が納められている。

【０００６】しかし、オブジェクト３は任意のタイミン
グで生成されているため、従来のガベージ・コレクタに
よるオブジェクト回収方式では、使用されないオブジェ
クト３がガベージ・コレクタによって回収される一方、
図４に示すように、クラスＡ１、Ａ２、…からオブジェ
クト３が生成され続けており、いつまでたっても全ての
オブジェクト３が回収されることが無く、クラスＡ１、
Ａ２、…をアンロードすることができない可能性があ
る。このため、いつまでたってもクラスを再ロードして
置き換えることができない恐れがある。

【０００７】これを解決するためには、クラスに別名を
付けて、ロードするという方法もある。例えば、既に組
み込まれているクラスＡ ver1に対してクラスＡ ver1で
置き換える代わりに、図６に示すように、クラスＡ ver
2、クラスＡ ver3というように別名でロードし、別名で
ロードしたクラスＡ ver3を実行させるというものであ
る。

【０００８】しかし、このような方法では、システム内
に不要なクラス（上記の例では、クラスＡ ver1やクラ
スＡ ver2）が残ってしまい、メモリの使用効率が悪く
なる。パソコン上のＪａｖａプログラム実行環境では、
図６（ａ）に示すように、使用するメモリ領域を拡張す
ることができるので、メモリの使用効率についてはそれ
ほど注意を払う必要はなく、クラスＡ ver1やクラスＡ
ver2などの古いクラスを残しておいても差し支えない。
これに対し、組込み機器上のＪａｖａプログラム実行環
境では、図６（ｂ）に示すように、使用できるメモリに
厳しい制約があるため、クラスＡ ver1やクラスＡ ver2
などの古いクラスをいつまでもメモリ上に置いてメモリ
を無駄に使用することは許されない。また、パソコン上
のＪａｖａプログラム実行環境でも、古いクラスは削除
してメモリを効率的に使用することが望ましい。

【０００９】

【発明の開示】本発明の目的とするところは、プログラ
ム実行に応じて必要なプログラムをクラスなど所定単位
でロードできる仕組みを有するプログラム実行機構にお
いて、任意のプログラムを所定単位で明示的にアンロー
ドすることができるようにすることにある。

【００１０】本発明にかかるプログラムアンロードシス
テムは、プログラム実行に応じて、必要なプログラムを
所定単位でロードできる仕組みを持つプログラム実行機
構において、所定単位のプログラムから生成されるオブ
ジェクトの生成を抑止する機構と、所定条件下でオブジ
ェクトを消滅させる機構と、所定単位のプログラムから
生成されたオブジェクトが、前記オブジェクト消滅機構
によって全て消滅させられたことを検出する機構と、す
べてのオブジェクトが消滅させられた所定単位のプログ
ラムをシステムから削除する機構とを有することを特徴
としている。

【００１１】また、本発明にかかる記憶媒体は、プログ
ラム実行に応じて、必要なプログラムを所定単位でロー
ドできる仕組みを持つプログラム実行機構において、所
定単位のプログラムから生成されるオブジェクトの生成
を抑止する機構と、所定条件下でオブジェクトを消滅さ
せる機構と、所定単位のプログラムから生成されたオブ
ジェクトが、前記オブジェクト消滅機構によって全て消
滅させられたことを検出する機構と、すべてのオブジェ
クトが消滅させられた所定単位のプログラムをシステム
から削除する機構とを有するプログラムアンロードシス
テムを格納したものである。

【００１２】ここで、プログラムをロードする所定単位
とは、例えばＪａｖａ仮想マシンにおけるクラスである
が、これに限るものではない。また、オブジェクトを消
滅させる機構とは、例えばＪａｖａ仮想マシンにおける
ガベージ・コレクタであるが、これに限るものでなく、
オブジェクトを消滅させる所定条件とは、例えば当該オ
ブジェクトが使用されないことである。また、プログラ
ムアンロードシステムを格納する記憶媒体の種類は、特
に限定されるものではないが、例えばハードディスク、
ＣＤ類、ＤＶＤ、各種ＩＣメモリ、ＭＯなどが含まれ
る。

【００１３】本発明にあっては、クラス等の所定プログ
ラムから生成されるオブジェクトの生成を抑止する機構
を備えているので、目的とするプログラムのオブジェク
ト生成を抑止すると、オブジェクト消滅機構によって次
第にオブジェクトの数が減少させられていく。そして、
所定プログラムから生成した全てのオブジェクトが消滅
したことを前記検出機構により検出すると、当該プログ
ラムをシステムから削除する。よって、本発明によれ
ば、目的とするプログラムのオブジェクト生成を抑止さ
せることで、明示的に目的とするプログラムを削除する
ことができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】（第１の実施形態）図７は本発明
の一実施形態によるプログラムアンロードシステムの構
成を示す概略図である。このプログラムアンロードシス
テムは、クラス管理データ構造１１、オブジェクト生成
部１２、オブジェクト生成抑止部１３、ガベージ・コレ
クタ１４、クラス・アンロード実行部１５から構成され
ている。クラス管理データ構造１１は、クラス及びオブ
ジェクトを管理しており、クラスローダー・オブジェク
トによってロードされた各クラスから生成されているオ
ブジェクトの数をカウンタに保持し更新している。ま
た、クラス管理データ構造１１は、各クラスのオブジェ
クトの生成を許可又は禁止するためのフラグ（以下、オ
ブジェクト生成抑止フラグという。）を保持している。
なお、このプログラムアンロードシステムの各構成要素
は、主としてソフトウエアによって構成されるものであ
り、例えば、ハードディスク、ＣＤ−ＲＯＭやＣＤ−Ｒ
Ｗ等のＣＤ類、ＤＶＤ、ＭＯなどの記憶媒体に格納され
る。

【００１５】クラス管理データ構造１１のオブジェクト
生成抑止フラグは、通常は許可状態となっているが、オ
ブジェクト生成抑止部１３は、要求によりクラス管理デ
ータ構造１１のオブジェクト生成抑止フラグを禁止状態
に設定することができる。

【００１６】オブジェクト生成部１２は、要求に応じて
各クラスからオブジェクトを生成させるものであって、
オブジェクト生成抑止フラグが許可状態の場合には、要
求に応じてオブジェクトを生成し、クラス管理データ構
造１１内に保持されている、オブジェクト数カウント用
のカウンタ１６を１増加させるが、オブジェクト生成抑
止フラグが禁止状態の場合には、オブジェクト生成を要
求されてもオブジェクトを生成しない。すなわち、図８
のフロー図に示すように、オブジェクト作成要求があっ
たとき（ステップＳ２１）には、オブジェクト生成部１
２は、オブジェクト生成抑止フラグを参照して当該フラ
グが許可状態か禁止状態か判定する（ステップＳ２
２）。そして、クラス管理データ構造１１のオブジェク
ト生成抑止フラグが許可状態ならば（ステップＳ２２で
NOの場合）、クラスからオブジェクトを生成し（ステッ
プＳ２４）、クラス管理データ構造１１に保持している
オブジェクト数のカウンタ１６を１増加させる（ステッ
プＳ２５）。オブジェクト生成抑止フラグが禁止状態な
らば（ステップＳ２２でYESの場合）、オブジェクト生
成要求があってもオブジェクト生成部１２は新たなオブ
ジェクトの生成を禁止され、新たなオブジェクトを生成
しない（ステップＳ２３）。

【００１７】ガベージ・コレクタ１４は、使用されなく
なったオブジェクトに割り当てられていたメモリ領域を
自動的に解放するメモリ管理機構である。このガベージ
・コレクタ１４は、図９のフロー図に示すように、オブ
ジェクトの使用状況を監視しており（ステップＳ３
１）、いずれかのオブジェクトが使用されていない場合
には、当該オブジェクトを回収し（ステップＳ３２）、
クラス管理データ構造１１に保持しているオブジェクト
数のカウンタ１６を１減少させる（ステップＳ３３）。
また、派生している全てのクラスがオブジェクトを持た
なくなったクラスローダー・オブジェクトは、ガベージ
・コレクタ１４による回収の対象となる。

【００１８】クラス・アンロード実行部１５は、クラス
管理データ構造１１に保持しているオブジェクト数を参
照し、オブジェクトを生成していないクラスをアンロー
ドするものである。すなわち、図１０のフロー図に示す
ように、クラスアンロードの実行を開始する指示があっ
た場合には（ステップＳ４１）、オブジェクト生成抑止
部１３は、クラス管理データ構造１１内のオブジェクト
生成抑止フラグを禁止状態に設定する（ステップＳ４
２）。一方、クラス・アンロード実行部１５は、クラス
ローダー・オブジェクトによって生成された全てのクラ
スのオブジェクトを監視しており（ステップＳ４３）、
全てのクラスのオブジェクトが回収されてクラス管理デ
ータ構造１１内のオブジェクト数のカウンタ１６がゼロ
になると、全てのクラスをシステムからアンロードする
（ステップＳ４４）。これによって、クラスローダー・
オブジェクトによって読み込まれ、メモリ上に展開され
たクラスが削除される。

【００１９】図１１（ａ）（ｂ）及び図１２（ｃ）
（ｄ）（ｅ）は、上記のような構成のプログラムアンロ
ードシステムにより、クラスＡ１、Ａ２、…及びオブジ
ェクト３が生成されてから、完全に削除されるまでの様
子を模式的に表している。アプリケーションプログラム
が実行されると、図１１（ａ）に示すように、Ｊａｖａ
仮想マシン内にクラスローダー・オブジェクト２が生成
され、クラスローダー・オブジェクト２によってプログ
ラム実行に必要なクラスＡ１、Ａ２、…がロードされ
る。さらに、各クラスＡ１、Ａ２、…からは、オブジェ
クト生成部１２により任意にオブジェクト３が生成され
る。一方、使用されなくなったオブジェクト３は、ガベ
ージ・コレクタ１４によって回収されている。従って、
クラス管理データ構造１１内のオブジェクト生成抑止フ
ラグが許可状態になっている場合には、常にオブジェク
ト３は生成と消滅を繰り返している。

【００２０】これに対し、例えば新規のクラスをロード
するために実行中のクラスを削除する必要が生じた場合
には、アンロード指示を受けてオブジェクト生成抑止部
１３がオブジェクト生成抑止フラグを禁止状態に設定す
る。当該フラグが禁止状態になると、図１１（ｂ）に示
すように、それ以降オブジェクト生成部１２によって各
クラスＡ１、Ａ２、…からオブジェクト３が生成されな
くなるので、使用されないオブジェクト３がガベージ・
コレクタ１４によって回収されることにより、次第にオ
ブジェクト数は減少していく。

【００２１】クラスローダー・オブジェクト２によりロ
ードされた全てのクラスＡ１、Ａ２、…から生成してい
るオブジェクト３がすべてガベージ・コレクタ１４によ
って回収され、図１２（ｃ）のようにクラスＡ１、Ａ
２、…から生成したオブジェクト３が存在しなくなる
と、クラスローダー・オブジェクト２もガベージ・コレ
クタ１４による回収の対象となる。オブジェクト３がす
べてガベージ・コレクタ１４によって回収されたかどう
かは、クラス管理データ構造１１に設けられているオブ
ジェクト数のカウンタ１６がゼロになることで判断され
る。クラスローダー・オブジェクト２がガベージ・コレ
クタ１４による回収の対象となり、カウンタ１６がゼロ
になると、図１２（ｃ）に示すように、クラス・アンロ
ード実行部１５によって全てのクラスＡ１、Ａ２、…の
アンロードが開始され、クラスＡ１、Ａ２、…がすべて
削除されると、クラスローダー・オブジェクト２もガベ
ージ・コレクタ１４によって削除される。

【００２２】この結果、Ｊａｖａ仮想マシンに新しいク
ラスをロードすることができるようになる。

【００２３】（第２の実施形態）上記実施形態では、ク
ラスローダー・オブジェクト２によってロードされた全
てのクラスから生成されたオブジェクト数をクラス管理
データ構造１１のカウンタ１６で数えるようにしていた
が、オブジェクト数を数える代わりに、生成されている
オブジェクトのリストをクラス管理データ構造１１内に
保持させるようにしてもよい。すなわち、この実施形態
では、図１３に示すように、オブジェクト生成部１２で
オブジェクトを生成させた場合には、当該オブジェクト
をクラス管理データ構造１１のリストに追加する（ステ
ップＳ２５ａ）。また、ガベージ・コレクタ１４によっ
てオブジェクトを削除した場合には、クラス管理データ
構造１１のリストから当該オブジェクトを削除する（ス
テップＳ３３ａ）。また、リストにオブジェクトが登録
されていないと判断したとき（ステップＳ４３ａ）、ク
ラス・アンロード実行部１５によって全てのクラスをシ
ステムから削除する（ステップＳ４４ａ）。

【００２４】このような実施形態でも、第１の実施形態
と同様にしてクラスを明示的にアンロードすることが可
能になる。

【００２５】

【発明の効果】本発明によれば、目的とするプログラム
のオブジェクト生成を抑止させることで、明示的に目的
とするプログラムを削除することができる。よって、確
実にシステムに新たなプログラムを再ロードすることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】システムにロードされているクラスを再ロード
する必要のある状況を説明する図である。

【図２】従来のＪａｖａプログラミング実行環境におい
て、クラスローダー・オブジェクトによりクラスがロー
ドされ、各クラスからオブジェクトが生成している様子
を説明する図である。

【図３】同上のＪａｖａプログラミング実行環境におい
て、全てのオブジェクトが回収（削除）された状態を説
明する図である。

【図４】同上のＪａｖａプログラミング実行環境におい
て、新しいオブジェクトが生成している様子を説明する
図である。

【図５】（ａ）は同上のＪａｖａプログラミング実行環
境における、オブジェクト生成部の働きを示すフロー
図、（ｂ）はガベージ・コレクタの働きを示すフロー図
である。

【図６】（ａ）はクラスをロードされたパソコン上のＪ
ａｖａプログラミング実行環境におけるメモリ領域使用
状況を示す図、（ｂ）はクラスをロードされた組込み機
器上のＪａｖａプログラミング実行環境におけるメモリ
領域使用状況を示す図である。

【図７】本発明の一実施形態によるプログラムアンロー
ドシステムの構成を示す図である。

【図８】同上のプログラムアンロードシステムに用いら
れているオブジェクト生成部の動作を説明するためのフ
ロー図である。

【図９】図７のプログラムアンロードシステムに用いら
れているガベージ・コレクタの動作を説明するためのフ
ロー図である。

【図１０】図７のプログラムアンロードシステムに用い
られているオブジェクト生成抑止部とクラス・アンロー
ド実行部の動作を説明するためのフロー図である。

【図１１】（ａ）（ｂ）は、クラスがロードされ、各ク
ラスからオブジェクトが生成してからクラス及びクラス
ローダー・オブジェクトが削除されるまでの過程を説明
する図である。

【図１２】（ｃ）、（ｄ）及び（ｅ）は、図１１（ａ）
（ｂ）の続図である。

【図１３】本発明の別な実施形態によるプログラムアン
ロードシステムに用いられているオブジェクト生成部の
動作を説明するためのフロー図である。

【図１４】同上の実施形態によるプログラムアンロード
システムに用いられているガベージ・コレクタの動作を
説明するためのフロー図である。

【図１５】同上の実施形態によるプログラムアンロード
システムに用いられているオブジェクト生成抑止部とク
ラス・アンロード実行部の動作を説明するためのフロー
図である。

【符号の説明】

２ クラスローダー・オブジェクト ３ オブジェクト Ａ、Ａ１、Ａ２、… クラス １１ クラス管理データ構造 １２ オブジェクト生成部 １３ オブジェクト生成抑止部 １４ ガベージ・コレクタ １５ クラス・アンロード実行部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 齋木 秀明 京都府京都市下京区西洞院木津屋橋通東入 ル オムロンソフトウエア株式会社内 (72)発明者 門脇 正規 京都府京都市右京区花園土堂町10番地 オ ムロン株式会社内 (72)発明者 村井 謙一 京都府京都市右京区花園土堂町10番地 オ ムロン株式会社内 Ｆターム(参考） 5B060 AA09 AA18 AC01 5B076 BA01 BA05

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 プログラム実行に応じて、必要なプログ
   ラムを所定単位でロードできる仕組みを持つプログラム
   実行機構において、 所定単位のプログラムから生成されるオブジェクトの生
   成を抑止する機構と、所定条件下でオブジェクトを消滅
   させる機構と、 所定単位のプログラムから生成されたオブジェクトが、
   前記オブジェクト消滅機構によって全て消滅させられた
   ことを検出する機構と、 すべてのオブジェクトが消滅させられた所定単位のプロ
   グラムをシステムからアンロードする機構とを有するこ
   とを特徴とするプログラムアンロードシステム。
2. 【請求項２】 プログラム実行に応じて、必要なプログ
   ラムを所定単位でロードできる仕組みを持つプログラム
   実行機構において、 所定単位のプログラムから生成されるオブジェクトの生
   成を抑止する機構と、所定条件下でオブジェクトを消滅
   させる機構と、 所定単位のプログラムから生成されたオブジェクトが、
   前記オブジェクト消滅機構によって全て消滅させられた
   ことを検出する機構と、 すべてのオブジェクトが消滅させられた所定単位のプロ
   グラムをシステムからアンロードする機構とを有するプ
   ログラムアンロードシステムを格納した記憶媒体。