在多线程程序中,当两个线程在没有时序约束下访问同一段内存位置时,就可能导致数据竞争。数据竞争使多线程程序的执行具有不确定性,且难于调试和理解。因此研究开发自动检测数据竞争的精确高效工具是非常有价值的。作为第一个在语言级别支持多线程的编程语言,Java被广泛地使用,因此开展对Java并发程序的分析和优化是非常重要的。本论文以Java程序的数据竞争检测技术研究为选题,在调研现有的静态和动态竞争检测技术的基础上,提出并在实际的Java虚拟机中实现了一种精确有效的在线增量式数据竞争检测算法。论文的主要工作和特色如下:1.基于即时编译器,提出了一种结合锁集和发生序关系的增量式竞争检测框架。该框架兼具静态分析不受程序规模限制、无插桩和动态分析的仅分析运行时相关方法精确性高等特点。该框架包括方法内分析和方法间分析两个部分。2.基于增量式竞争检测框架,设计方法内分析算法,为流经编译流水线的每个方法收集方法摘要信息,并动态构建和维护跨线程方法调用图。方法摘要包括对象间的域引用关系、对象访问事件、尚未分析的调用点和由start/join引起的线程时序关系等,为方法间分析提供基础信息。跨线程方法调用图的动态构建和维护既降低了空间开销,也能适应Java语言这种因动态类载入等而导致的“开放世界”环境。3.设计自下而上的上下文敏感的跨线程的方法间分析算法,在分析的同时计算并输出潜在的数据竞争。所设计的方法间分析算法保证每个方法最多只被分析一次,并且仅当一个方法的所有被调用点均被分析后,才将该方法向上结合,保证静态程序正文中的每个调用点只被分析一次。4.基于上述框架和算法,在实际的Java SE平台Harmony上实现了增量式竞争检测系统。通过对SPECjbb2005等多个基准程序的测试,实验结果表明所提算法具有与O’Callahan和Choi等的动态竞争检测算法类似的精确性,而算法所用的分析时间仅占总编译时间的2%~4%左右,且无额外的运行时开销。