Virtuelle Maschinen haben sich als Basistechnologie für Programmiersprachen etabliert. Kaum eine moderne Sprachimplementierung verzichtet auf ihren Einsatz -- eine ,,Java Virtual Machine`` (JVM) befindet sich im Lieferumfang praktisch jedes Betriebssystems.
Das Konzept virtueller Maschinen findet bereits seit mehr als drei Jahrzehnten Verwendung. Insbesondere interaktive Entwicklungsumgebungen für LISP, Smalltalk und Self bauen darauf auf. Es muß daher erstaunen, daß die Einführung der Sprache Java im Jahre 1995 diesem Thema zu einem explosionsartigen Wachstum der Forschungsaktivität verhelfen konnte. Dieses Wachstum läßt sich beispielhaft anhand der ,,ACM Digital Library`` ablesen, die seit 1995 einen sprunghaften Anstieg von Veröffentlichungen zu virtuellen Maschinen verzeichnet (Abbildung 1.1).
Bei näherer Betrachtung lassen sich die Veröffentlichungen grob in drei Kategorien unterteilen:
Für eine detaillierte Klärung bedarf es der wissenschaftlichen Einordnung der behandelten Konzepte und Techniken, die in dieser Arbeit vorgenommen wird. Dazu werden ausführlich Architekturen und Realisierungstechniken virtueller Maschinen betrachtet. Das Interesse liegt dabei auf den drei Hauptkomponenten ,,Programmausführung``, ,,Speicherverwaltung`` und ,,Thread-System``.
Es wird gezeigt, daß moderne virtuelle Maschinen hochkomplexe Softwaresysteme darstellen. Aufgrund der engen Verzahnung der Komponenten erfordert ihre Implementierung die Kenntnis einer Vielzahl von Konzepten und Techniken aus allen drei genannten Bereichen. Weiterhin ist ein fundiertes Wissen der Bereiche ,,Maschinenarchitektur`` und ,,Betriebssysteme`` erforderlich, um eine effiziente Abbildung der Sprachabstraktionen auf die konkrete Plattform zu realisieren.
