Cette thèse est consacrée à l'amélioration des débogueurs symboliques pour tenir compte des spécificités des langages de haut niveau, notamment leur compilation délicate vers des plates-formes d'exécution généralistes. Ces travaux ont conduit à la réalisation de Bugloo, un débogueur multi-langages pour la machine virtuelle Java. <br /><br />Deux nouveaux mécanismes de représentations virtuelles sont proposés pour éliminer les perturbations de débogage dues à la présence sur la pile de fonctions intermédiaires produites par la compilation des langages de haut niveau. Le premier utilise des règles fournies par les implanteurs de langage pour maintenir une correspondance entre le code source d'un programme et le code produit par sa compilation. Cela permet au débogueur de reconstruire une vue logique dans laquelle les détails de compilation ont été expurgés. Le second mécanisme sert à contrôler l'exécution pas-à-pas, afin de ne jamais s'arrêter dans les fonctions intermédiaires engendrées par le compilateur. Ces deux mécanismes ont été adaptés pour réaliser un profileur d'allocation mémoire produisant des statistiques dans lesquelles les fonctions intermédiaires sont masquées. <br /><br />Durant ces travaux, un support de débogage complet a été développé pour le langage Bigloo, un dialecte du langage fonctionnel Scheme. Des expérimentations similaires ont étés menées sur les langages ECMAScript et Python. Les résultats obtenus montrent que les techniques de représentations virtuelles développées s'appliquent efficacement quel que soit le schéma de compilation adopté, y compris lorsque les programmes sont composés de plusieurs langages de haut niveau.

Aujourd’hui, le traitement de grands jeux de données est généralement parallélisé et effectué sur des machines multi-cœurs. Cependant, les verrous peuvent sérialiser l'exécution de ces coeurs et dégrader la latence et le débit du traitement. Détecter ces problèmes de contention de verrous in-vitro (i.e. pendant le développement du logiciel) est complexe car il est difficile de reproduire un environnement de production, de créer une charge de travail réaliste représentative du contexte d’utilisation du logiciel et de tester toutes les configurations de déploiement possibles où s'exécutera le logiciel. Cette thèse présente Free Lunch, un profiler permettant d'identifier les phases de contention dues aux verrous in-vivo (i.e. en production). Free Lunch intègre une nouvelle métrique appelée Critical Section Pressure (CSP) évaluant avec précision l'impact de la synchronisation sur le progrès des threads. Free Lunch est directement intégré dans la JVM Hotspot pour minimiser le surcoût d'exécution et reporte régulièrement la CSP afin de pouvoir détecter les problèmes transitoires dus aux verrous. Free Lunch est évalué sur 31 benchmarks issus de Dacapo 9.12, SpecJVM08 et SpecJBB2005, ainsi que sur la base de données Cassandra. Nous avons identifié des phases de contention dans 6 applications dont certaines n'étaient pas détectées par les profilers actuels. Grâce à ces informations, nous avons amélioré la performance de Xalan de 15% en modifiant une seule ligne de code et identifié une phase de haute contention dans Cassandra. Free Lunch n’a jamais dégradé les performances de plus de 6% ce qui le rend approprié pour être déployé continuellement dans un environnement de production. / Today, the processing of large dataset is generally parallelised and performed on computers with many cores. However, locks can serialize the execution of these cores and hurt the latency and the processing throughput. Spotting theses lock contention issues in-vitro (i.e. during the development phase) is complex because it is difficult to reproduce a production environment, to create a realistic workload representative of the context of use of the software and to test every possible configuration of deployment where will be executed the software. This thesis introduces Free Lunch, a lock profiler that diagnoses phases of high lock contention due to locks in-vivo (i.e. during the operational phase). Free Lunch is designed around a new metric, the Critical Section Pressure (CSP), which aims to evaluate the impact of lock contention on overall thread progress. Free Lunch is integrated in Hotpost in order to minimize the overhead and regularly reports the CSP during the execution in order to detect temporary issues due to locks. Free Lunch is evaluated over 31 benchmarks from Dacapo 9.12, SpecJVM08 and SpecJBB2005, and over the Cassandra database. We were able to pinpoint the phases of lock contention in 6 applications for which some of these were not detected by existing profilers. With this information, we have improved the performance of Xalan by 15% just by rewriting one line of code and identified a phase of high lock contention in Cassandra during the replay of transactions after a crash of a node. Free Lunch has never degraded performance by more than 6%, which makes it suitable to be deployed continuously in an operational environment.