随着计算机软件系统规模的不断扩大和复杂性的逐渐增加,验证软件系统正确性和可靠性的难度也越来越大,传统的验证技术已经无法满足需求。运行时验证是一种提高软件系统正确性和可靠性的轻量级验证技术,是传统验证技术的有效补充,它通过监控软件系统的实际运行状态来验证软件系统是否正确。然而,在运行时验证中,监控软件系统的运行状态通常会产生一些额外的运行时开销,这会对软件系统的性能造成一定的影响。因此,减少运行时验证的开销是运行时验证领域中一个重要的研究内容。本文围绕如何有效地减少运行时验证的开销问题进行研究,具体对运行时验证工具JavaMOP展开研究工作。对JavaMOP进行优化,降低JavaMOP运行时验证的时间和内存开销,提高运行时验证工具JavaMOP的验证效率。本文首先分析JavaMOP验证线性时态逻辑(Linear Temporal Logic,LTL)性质时监控器的构造过程,研究并提出了一种改进的监控器构造方法。该方法使用基于迁移的广义Büchi自动机(Transition-based Generalized Büchi Automaton,TGBA)作为中间的辅助自动机。将LTL性质直接转换为TGBA,并对TGBA进行冗余化简;然后将化简后的TGBA泛化成Büchi自动机;再由Büchi自动机得到确定型有穷自动机,即监控器的抽象表示。实验结果表明,该方法能够得到更小的Büchi自动机,加速JavaMOP中监控器的构造过程,减少JavaMOP生成监控器的时间和内存开销。针对参数属性的运行时验证,本文提出结合静态分析技术和垃圾回收机制,对验证参数属性的监控器实例进行分析,减少监控过程中一些不必要的监控器实例,进一步降低运行时验证的开销。参数属性能够很好描述面向对象系统的行为,JavaMOP验证系统参数属性时,参数对象被绑定到具体的对象实例,然后生成监控器实例,进行属性监控。本文结合静态分析技术定义一个Sufenable集合,用于收集参数监控过程中的监控器实例,分析出其中不必要的监控器实例并对它们进行回收释放。同时在验证系统之前,对系统程序进行预处理,减少系统的监控量和监控器插装,从而减少运行时监控的开销。