JJUG CCC 2014 fall Javaが見るニュータイプの夢

1. 2014/11/15 きしだなおき

2. ニュータイプ

3. ニュータイプ
● ニュー→新しい
● タイプ→型

4. 新しい型！

5. Javaの今までの型
● 基本型
– 8つの基本的な型
● 参照型
– オブジェクト
●
異なる型の値をまとめる
– 配列
● 同じ型の値をまとめる

6. 今までの型の欠点
● 基本型
– さまざまなアーキテクチャにあわせれない
● 参照型
– オブジェクト
● 参照とヘッダがオーバーヘッド
● メモリが散乱する
– 配列
● 多次元配列がない(現在は1次元配列の多重化)
● 大きい配列が定義できない(32億要素まで)

7. つまり
● 新しいプロセッサに適応できない
● 新しいメモリモデルに適応できない

8. 現在のコンピュータアーキテクチャ

9. メモリのアクセス速度
種類 時間
クロック 1秒
レジスタ 1秒
コア内キャッシュ 3秒
共通キャッシュ 43秒
メインメモリ 6分
● 1クロックを1秒とすると

10. いかにキャッシュに乗せるか
● いかにメモリをまとめて扱うか

11. Pointクラス
class Point{
final int x;
final int y;
}

12. Pointクラスの配列

13. Pointクラスの配列の効率化

14. ValueType版Point
value class Point{
final int x;
final int y;
}

15. ValueType版Pointの配列

16. 次世代Javaのためのプロジェクト
● Project Valhalla
– Specialization
– Value Types
– ClassDynamic
● Project Panama
– Foreign Function Interface
– Object Layout
– Arrays 2.0

17. Project Panama
● FFI/JNR
– ネイティブ呼び出し
● Object Layout
– オブジェクトの配置
● Arrays 2.0
– 配列の拡張

18. FFI(Foreign Funciton Interface)
● ネイティブライブラリの呼び出し
● JNR(Java Native Runtime)

19. FFI/JNR

20. Arrays2.0
● 多次元配列
– 現状は、配列の配列
– ヒープの中に散らばる
●
インデックス
– intより大きい値
● アクセス制限
– リードオンリー、一度だけ書き込み、並列更新

21. Project Valhalla
● Value Types
– ユーザー定義基本型
● Specialization
– 基本型が指定可能なGenerics
● Class Dynamic
– クラスの動的リンク

22. ValueTypesとSpecialization
● ValueTypes
– VM優先
– enhancements to the Java Virtual Machine
instruction set, and secondarily to the Java
Language
http://cr.openjdk.java.net/~jrose/values/values-0.html
● Specialization
– 言語優先
– enhancements to the Java Language (and
secondarily, to the Java Virtual Machine)
http://cr.openjdk.java.net/~briangoetz/valhalla/specialization.html

23. ValueTypes
● Codes like a class, works like an int!
● ローカルキーワードが導入される？
– valueをキーワードにできない
– classの前にだけ使えるキーワード
value class Point{
final int x;
final int y;
}

24. ValueTypesの利用
static Point origin = __MakeValue(0, 0);
static String stringValueOf(Point p) {
return "Point("+p.x+","+p.y+")";
}
static Point displace(Point p, int dx, int
dy) {
if (dx == 0 && dy == 0)
return p;
Point p2 = __MakeValue(p.x + dx, p.y +
dy);
assert(!p.equals(p2));
return p2;
}
● __MakeValueはなんらかのおしゃれな表記にな
るはず

25. ValueTypesの応用
● 数値
– 複素数、Unsigned、Decimal
● ネイティブ対応
– 128bit整数
● 代数データ
– Optional<T>、Choice<T,U>
● タプル
– 複数戻り値

26. ValueTypesの制約
● ロックに使えない
● 参照での比較
● cloneできない
– 意味がない
● Java 8でも似たような定義
– Value-based Classes
https://docs.oracle.com/javase/8/docs/api/java/lang/doc-files/ValueBased.html
● あんまり大きくない型

27. 検討事項
● null
● キャスト
● リフレクション
● アトミック性
– volatileの拡張
● 互換性
– Optional<T>をそのままValueTypeにできるか

28. Specialization
ArrayList<int>

29. Java8の美しくないクラス
● StreamとIntStream
● OptionalとOptionalInt

30. ValueType対応
● それぞれのValueTypeにあわせたコレクションを
作るのは無理

31. Genericなクラス
class Box<T>{
T value;
Box(T v){
value = v;
}
T getValue(){
return T;
}
}

32. 現在のコンパイル結果
class Box{
Object value;
Box(Object v){
value = v;
}
Object getValue(){
return value;
}
}

33. Specialize対応のコンパイル結果
class Box{
Object*T value;
Box(Object*T v){
value = v;
}
Object*T getValue(){
return value;
}
}

34. Box<int>の場合
class Box{t=int}{
int value;
Box(int v){
value = v;
}
int getValue(){
return value;
}
}

35. つまり
Box<int> box = new Box<int>();
というのは
Box{t=int} box = new Box{t=int}();

36. キャストの制約
● Specializeされたクラスはキャスト不可
Box box = new Box<int>();
List nums = new List<int>();

37. 基本型と参照型の非互換の問題
● 基本型と参照型で同じコードが使えない。
– 比較など

38. 条件付きメソッド
class Box<T>{
T value;
<where T=int> int getTwice(){
return value * 2;
}
}

39. 問題点
● null
● オーバーロード
List<T>{
void remove(T o);
void remove(int idx);
}

40. Specializeされたクラスをいつ作るか

41. ClassDynamic
● 動的なクラスリンク
● InvokeDynamicのクラス版

42. 応用
● プロキシ
● タプル
– ScalaのTuple22問題

43. いつになるの？
● Project Panama
– Java 9？
– JavaOneでCharles NutterがJNRだけは入れたい、と
言ってた
● Project Valhalla
– Java 10？
● VMだけ変わって言語に反映されない可能性も
● .netと激しく競合するようになった今、できれば早
いほうがいいな
– Value Types、Specializationは.netそのまま

44. まとめ
Cool Java！