Julia 新 LTS v1.10 解説 for JuliaTokai #20

Julia 新 LTS v1.10 解説
JuliaTokai #20 発表資料

Transcript

1. Julia 新 LTS v1.10 解説 2024/10/14 JuliaTokai #20 antimon2（後藤 俊介）
2. お品書き • お前誰よ？ • 簡単な Julia の紹介 • Julia LTS • v1.6 → v1.10 トピック
3. お前誰よ？
4. 自己紹介 • 名前：後藤 俊介 • 所属：有限会社 来栖川電算 • コミュニティ：🌟JuliaTokai, 🌟機械学習名古屋, ⭐JuliaLangJa, Ruby東海, Python東海, … • 言語：Julia, Python, Ruby, … • SNS等：　　　　　　　　　　　　　　　　　　（@antimon2） • SNS等(2)：　　　　　　（@antimon2.jl） • 著書：実践Julia入門
5. https://julialangja.github.io
6. JuliaLangJa とは？ • Julia プログラマ同士の交流を目的とした 日本語コ ミュニティ （2024年始動） • 各セクションごとに 勉強会 ◦ JuliaTokyo、JuliaTokai、その他 • 日本語での情報提供・相談・Q&A など ◦ Discord 内のテキストチャンネル・ボイスチャンネ ル・フォーラムチャンネルを利用
7. 少しでも興味があればお気軽に参加を！ • 学生・社会人・研究者等 どなたでもOK! • 名古屋・関東・他 地域関係なく参加OK! • 行動規範 だけはお守りください！ JuliaLangJa　 行動規範リンク→ 参加はこちらから！↓→ https://julialangja.github.io
8. 次回予告 • JuliaLangJa 2024 年末LT大会(仮） ◦ 2024/12 予定 ◦ 会場：オンライン（Discord）
9. 簡単な Juliaの紹介
11. Julia とは？(1) • The Julia Language • 最新 v1.11.0（2024/10/07） 🆕 ◦ LTS：v1.10.5（2024/08/27） 🆕 ◦ 次期：--- • 科学技術計算に強い！ • 動作が速い！（LLVM JIT コンパイル）
12. Julia とは？(2) • Rのように中身がぐちゃぐちゃでなく、 • Rubyのように遅くなく、 • Lispのように原始的またはエレファントでなく、 • Prologのように変態的なところはなく、 • Javaのように硬すぎることはなく、 • Haskellのように抽象的すぎない ほどよい言語である 引用元：http://www.slideshare.net/Nikoriks/julia-28059489/8
13. Julia とは？(3) • C のように高速だけど、 Ruby のようなダイナミズムを併せ持っている • Lisp のような真のマクロを持ちながら、 MATLAB のような直感的な数式表現もできる • Python のように総合的なプログラミングができて、 R のように統計処理も得意で、 Perl のように文字列処理もできて、 MATLAB のように線形代数もできて、 shell のように複数のプログラムを組み合わせることもできる • 超初心者にも習得は容易でありながら、 ハッカーの満足にも応えられる • インタラクティブな動作環境もあって、コンパイルもできる （Why We Created Julia から抜粋・私訳）
14. 要するに • 動的言語なのに速い！ • 文法も覚えやすい！ • 数値計算に強い！
15. Julia の主な特徴 • 多重ディスパッチ • 動的型システム • 並行・並列処理、コルーチン • 組込パッケージマネージャ
16. Julia LTS
17. https://julialang.org/downloads （抜粋）
18. Julia の 最新安定版 / LTS版 • 最新安定版 (Current Stable Release) ◦ 十分にテストされた上でリリースされる Julia の最新版 ◦ 普段の開発・実験用（＝普通のユーザはこちらを使えばOK！) ◦ 単に 安定版 とも言う • LTS版 （Long-Term Support Release） ◦ API 仕様を保証する Julia の最低バージョン ◦ （今のところ）3年おきくらいに交替 ◦ （＝アプリケーション・パッケージ開発者は気にする必要あり）
19. Julia LTS版 が更新されて嬉しいのは… • 主にパッケージの開発者！ ◦ 作ったプログラムをパッケージ化するのに、 LTS でテストが通らない（実は LTS 以降の 新API等を利用してた）経験のあるパッケー ジ開発者は実は多いはず…
20. 参考： Julia の 開発版 / 次期版 • 開発版 ◦ 開発中のブランチ（master）をビルドした Julia ◦ 最新機能をいち早くお試ししたい人向け • 次期版 ◦ 次期版（α版・β版・RC版）：仕様を確定し次にリリースするためにテスト中の Julia • juliaup はどちらにも対応 ◦ 開発版： juliaup add nightly （ほぼ日替わり nightly build が取得できる） ◦ α版： juliaup add alpha （用意されていなければ beta チャンネルと同内容） ◦ β版： juliaup add beta （用意されていなければ rc チャンネルと同内容） ◦ RC版： juliaup add rc （用意されていなければ release チャンネルと同内容）
21. Julia LTS の変遷 • v1.0 ◦ （2018/08～）2021/11 ◦ 明示されておらず（記憶に間違いがなければ）、実質LTS ◦ 【訂正】 v1.1.0 のリリースに時に明示的に v1.0系（当時 v1.0.3）が LTS に • v1.6 ◦ 2021/11～2024/10 ◦ v1.7.0 のリリース（2021/11/30）とともにv1.6系（当時 v1.6.5）が LTS に ◦ パッケージ開発者に「LTS での動作確認よろ！」喧伝 • v1.10 ◦ 2024/10～　←イマココ！ ◦ v1.11.0 のリリース（2024/10/07）とともにv1.10系（v1.10.5）が新LTSに！
22. v1.6 → v1.10 トピック
23. 文法：グローバル変数の型アノテーション • グローバル変数に型アノテーション を付けられるようになった • 追加：v1.8 julia> module SampleCounter count::Int = 0 # v1.7 まではエラーになる countup() = global count += 1 end Main.SampleCounter julia> SampleCounter.countup() 1 julia> SampleCounter.countup() 2
24. 文法：フィールドへの const 指定 • mutable struct のフィールドに const を指定（変更不可）ができる ようになった • 追加：v1.8 julia> mutable struct GameCharacter const race::Symbol name::String end julia> player1 = GameCharacter(:human, "Bob") GameCharacter(:human, "Bob") julia> player1.name = "Alice"; player1 # 名前は変更できる GameCharacter(:human, "Alice") julia> player1.race = :elf # 種族は変更できない ERROR: setfield!: const field .race of type GameCharacter cannot be changed Stacktrace: # :《以下略》
25. 文法：プロパティ分割代入 (Property Destructuring) • オブジェクトの持つプロパティを抽 出して変数に簡単一括代入 ◦ 左辺は 名前付きタプル の書式 ◦ (; x, y) = pt2 は x = pt2.x; y = pt2.y と同等 • v1.7以降の Julia の内部コードで も多用されている！ • 追加：v1.7 julia> struct Point2d; x; y; end; pt2 = Point2d(1, 2); julia> (; x, y) = pt2; # `x = pt2.x; y = pt2.y` と同等 julia> println("x: $x, y: $y") x: 1, y: 2 julia> # 応用例1：↓こんなこともできる for (; x, y) in (pt2, (x="eks", y="歪", z=0)) println("x: $x, y: $y") end x: 1, y: 2 x: eks, y: 歪 # `z` は無視される（処理されない） julia> f((;x, y)) = x + y # 応用例2：こんなこともできる f (generic function with 1 method) julia> f(pt2) 3
26. 文法：文字列内の折り返し • 長い文字列をリテラル内で折り返せ るように ◦ 折り返す前に \ （バックスラッシュ）を記 述（＝続く改行を無視の意味に） ◦ (それまでは分割して文字列結合する必 要があった） • 追加：v1.7 julia> pi_str = "3.14159265358979\ 32384626433832795028841971693993\ 75105820974944592307..." "3.14159265358979323846264338327950288419716939937510582097 4944592307..." julia> # ↑は↓と同等（v1.6 までの書き方） pi_str = "3.14159265358979" * "32384626433832795028841971693993" * "75105820974944592307..." "3.14159265358979323846264338327950288419716939937510582097 4944592307..."
27. API：@something マクロ • 複数の式で最初に nothing でない ものを採用 • それ以降は評価しない！ （Short-circuitting） • 追加：v1.7 • ※同様な @coalesce （最初に missing でないものを採用）もアリ julia> f1() = nothing f1 (generic function with 1 method) julia> f2() = :OK f2 (generic function with 1 method) julia> @something f1() f2() error("ここには来ないはず！") :OK julia> # 以下と同等 if (res = f1()) !== nothing res elseif (res = f2()) !== nothing res else error("ここには来ないはず！") end :OK
28. API：@inline / @noinline （機能拡張） • @inline および @noinline マク ロが機能拡張されて地味に便利に！ ◦ 以前は 関数定義時 くらいにしか指定で きなかった ◦ （無名）関数の最初の行や、関数呼び出し 箇所などにも指定できるように！ • 変更：v1.8 map(arr) do value @inline # ↑こんな感じに指定できる end @inline let a0 = :foo, b0 = :bar a = f(a0) # ここはインライン化対象 b = @noinline f(b0) # ここはインライン化対象外 a, b end
29. API：replace() 関数（機能拡張） • replace() 関数による文字列置換 で、複数パターン指定可能に！ ◦ v1.6 では replace(replace(str, pat1=>rep1), pat2=>rep2) のよう にネストしなければならなかった(！) ◦ ↑では対応できないパターンもあった→ • 変更：v1.7 julia> replace("Julia ♡ XXX", "XXX"=>"Julia", "Julia"=>"I") # 複数パターンは同時並行的に置換（≠逐次的）！ "I ♡ Julia" julia> replace(replace("Julia ♡ XXX", "XXX"=>"Julia"), "Julia"=>"I") # これ（逐次的置換）だと↑と同等にはならない！ "I ♡ I"
30. API：range() （機能拡張） • range() 関数が機能拡充されて 色々な範囲指定ができるように！ • 変更：v1.7、v1.8 julia> range(1, 10) # ≥v1.7。v1.6 では `range(1, 10, step=1)` と書く必要あり(!) 1:10 julia> range(0, 0, length=10) # ≥v1.7。`start==stop` で `length` を指定すると↓! StepRangeLen(0.0, 0.0, 10) julia> range(stop=10, length=5) # ≥v1.7。`start` の省略！ 6:10 julia> range(; stop=10) # ≥v1.8。`stop` または `length` だけ指定した場合 `start=1`！ Base.OneTo(10)
31. API：keepat!() • 1次元配列の指定したインデックスの 要素のみ残す keepat!() 関数！ ◦ 破壊的関数（＝引数の配列を更新する） • 追加：v1.7 julia> a = [:a, :b, :c, :d, :e]; julia> keepat!(a, [1, 3, 4]) # `deleteat!(a, [2, 5])`と同等 3-element Vector{Symbol}: :a :c :d julia> a 3-element Vector{Symbol}: :a :c :d
32. API：Base.memcpy() 系関数 • C言語（libc）の memcpy() 関数が ほぼ直接使える！ ◦ 他に memmove() （重複箇所も安全にコ ピー）、memset() （値の一括設定）、 memcmp() （値列の比較）もあり ◦ 範囲チェック等省かれるので高速（たぶ ん） ◦ ※unsafeなので取扱注意！ • 追加：v1.10 julia> src = [1, 2, 3]; dst = similar(src); julia> # 例1：配列丸ごとコピー、（結果的に） `dst .= src` と同等 Base.memcpy(pointer(dst), pointer(src), sizeof(src)) # `Libc.memcpy(～)`でも同じ Ptr{Nothing} @0x00007f6c5d8b4bc0 julia> dst == src == [1, 2, 3] true julia> # 例2：部分コピー、 `dst[1:2] .= src[2:3]` と同等 Base.memcpy(pointer(dst), pointer(src, 2), 2*sizeof(eltype(src))) Ptr{Nothing} @0x00007f6c5d8b4bc0 julia> dst 3-element Vector{Int64}: 2 3 3
33. API：@atomic • マルチスレッドのスレッドセーフ機構 の1つ、アトミック操作（不可分操作） を実現するマクロ @atomic ！ ◦ 他に @atomicswap、@atomicreplace もあり • 追加：v1.7 julia> mutable struct AtomicCounter @atomic count::Int AtomicCounter() = new(0) end julia> counter = AtomicCounter(); julia> Threads.@threads for n=1:1000 @atomic counter.count += 1 # 更新時にも指定 end julia> counter.count 1000
34. その他主な変更点 • Parserの変更（≥v1.10） • JITコンパイル・プリコンパイルの改善（随時） • GCのマルチスレッド化（≥v1.10） • try ～ [catch ～] else ～ end（≥v1.8） • lazy"$x"（≥v1.8） • Threads.@threads のデフォルトが :dynamic に、負荷分散対応！（≥v1.8） • default thread と interactive thread （≥v1.9） • CartesianIndex がブロードキャスティングでスカラー扱いに！（≥v1.10） • @invoke マクロ導入、機能拡充（≥v1.7（導入）、≥v1.9、≥v1.10（拡充）） • eachsplit(str) 関数（≥v1.8） • Iterators.flatmap(itr) 関数（≥v1.9） • Base.@assume_effects マクロ（≥v1.8） • Base.@nospecializeinfer マクロ、Base.@constprop マクロ（≥v1.10） • …etc.
35. 結論
36. 結論 • 新LTS v1.10 でできることいっぱい増えま した！ • パッケージ開発も色々楽になる！ • Julia 楽しいよ！
37. 参考
38. 参考文献・リンク等 • julialang.org（Julia 本家サイト） ◦ Julia Documentation • 各バージョンの NEWS.md（v1.7、v1.8、v1.9、v1.10） • 各バージョンの Highlight ブログ記事（v1.7、v1.8、v1.9、 v1.10）
39. ご清聴ありがとうございます。