Project Valhalla 2023 中間報告 - JJUG 2023/03/30

2023/03/30 JJUG Java仕様勉強会のセッション資料です。
Project Valhalla について 2023年時点の情報をまとめています。
セッションの内容はYoutubeを参照してください
https://www.youtube.com/watch?v=fud2bShXOW4

Transcript

1. Project Valhalla 2023年 中間状況報告 JJUG 2023/03/30 @nagise なぎせゆうき
2. 今日の参考文献 (1) OpenJDK Project Valhalla のメインサイト • https://openjdk.org/projects/valhalla/ Background Documents • 1. The Road to Valhalla • 2. The Language Model • 3. The JVM Model
3. 今日の参考文献 (2) Specification Changes (Valhalla の言語仕様の変更案) • https://cr.openjdk.org/~dlsmith/jep8277163/jep8277163- 20220830/specs/value-objects-jls.html Nullness markers to enable flattening (Valhalla の ML) • https://mail.openjdk.org/pipermail/valhalla-spec- experts/2023-February/002223.html
4. 今日の参考文献 (3) 関連JEP 主要なJEPは以下の4つ • Draft 8277163 - Value Objects • Preview 401 - Implicitly-Initialized Value Object Storage • Preview 402 - Enhanced Primitive Boxing • Draft 8261529 Universal Generics
5. 今日の参考文献 (4) LWorld JVM Language Summit 2018 のセッション LWorld: the next steps on the journey to Valhalla with David Simms & Tobi Ajila • https://www.youtube.com/watch?v=_26KZAegYRM&t=1s Project Valhalla Early-Access Builds （試作版のJava） • https://jdk.java.net/valhalla/
6. Project Valhalla • 2014年 9月のJavaOne で発表された • 時代背景としては 2014年 3月 に Java8 がリリースされていた Value Objects の導入を目指す。 ジェネリクスも改良するよ！ 2014年当時を伝えるレポート : JavaOne 2014 San Franciscoレポート • https://xtech.nikkei.com/it/atcl/column/14/224071/102700009/ • https://xtech.nikkei.com/it/atcl/column/14/224071/102700010/
7. Value Objects ←このメモリレイアウトにしたい ←今
8. それだけ？ Project Valhalla では総合的にJavaのオブジェクトモデルを再構成を試みる
9. Valhallaに行きたいかー！
10. Valhalla ヴァルハラ（ドイツ語: Walhalla）は、北欧神話における主神オーディンの 宮殿。古ノルド語ではヴァルホル（Valhöll、戦死者の館）という。 ヴァルハラはグラズヘイムにあり、ワルキューレによって選別された戦士 の魂（エインヘリャル）が集められる。レーラズ（英語版）（ユグドラシ ルの1本）の影が落ちるこの宮殿には、540の扉、槍の壁、楯の屋根、鎧に 覆われた長椅子があり[1]、狼と鷲がうろついているという。これは、戦場 の暗喩である。館の中では戦と饗宴が行われ、ラグナロクに備える。また、 この館には雄鶏のグリンカムビ（黄金の鶏冠）が住んでいるとされている。 https://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%B4%E3%82%A1%E3%83%AB%E3 %83%8F%E3%83%A9
11. L-World 検証用の試作版JavaVM • https://jdk.java.net/valhalla/ オブジェクトモデルの検証用なのでいろいろと不完全 2023/03/30時点では LW4 というバージョンになっている JVM Language Summit 2018 のセッション LWorld: the next steps on the journey to Valhalla with David Simms & Tobi Ajila • https://www.youtube.com/watch?v=_26KZAegYRM&t=1s
12. もしもValhalla世界でJava入門したら Java ではデータを扱う際に、どういう種類のデータかを表す 「型」を指定します。 いろいろな型を扱うことができますが、大きく分類すると２つ に分けることができます。
13. Value Objects と Identity Objects nullの使用 不変性 同値判定 Identity Objects Record 可 不変 equals Class 可 可変 equals Interface 可 可変 equals Array 可 可変 Arrays.deepEquals Enum * 可 不変 == Value Objects Record 可 不変 == Class 可 不変 == Primitive 不可 不変 == Enum は理論的には Value Object 足りうるが、java.lang.Enum が要件を満たさないため、現 時点ではIdentity Object になれない https://openjdk.org/projects/valhalla/design-notes/state-of-valhalla/02-object- model#value-records
14. Value Objects と Identity Objects Value Objects も Identity Objects も一見同じように見えます IdentityClass id = new IdentityClass(); double d = id.doubleValue(); ValueClass v = new ValueClass(); double d = v.doubleValue(); int i = 12; double d = i.doubleValue();
15. Valhalla のスローガン Codes like a class, works like an int. クラスのように書き、intのように動く。
16. Value クラス identity class Id1 { int counter = 0; void increment() { counter++; } } value class ValueClass { int counter = 0; void increment() { counter++; } // コンパイルエラー！ } Value Objects は不変(Immutable)です。 暗黙にfinal
17. Value Objects の同値判定 Value Objects では == で同値判定することができます ValueClass v1 = new ValueClass(); ValueClass v2 = new ValueClass(); System.out.println(v1 == v2); // true IdentityClass id1 = new IdentityClass(); IdentityClass id2 = new IdentityClass(); System.out.println(id1 == id2); // false
18. プリミティブ型 boolean, char, byte, short, int, long, float, double の８種 • リテラルが使える • 演算子が使える • == で同値判定できる • メソッドの呼び出しができる • null を使えない • ジェネリクスでも利用可能 new ArrayList<ValueClass>(); new ArrayList<IdentityClass>(); new ArrayList<int>();
19. Record Record を用いるとデータを保持する不変クラスを 簡単に定義できます Record は identity / value いずれでも宣言することができます public identity record IdentityRecord (int id, String name) {} public value record ValueRecord (int id, String name) {}
20. Valhalla はやさしい世界 俺たちは雰囲気でValhallaで戦える！
21. Valhalla の裏方は地獄 互換性キープで！ 既存のは Value と Identity に再整理な！
22. プリミティブ型のメソッド呼び出し プリミティブ型変数に “.” や “::” を付けた場合にラッパークラ スを探してメソッドを呼び出す仕組み int i = 12; int iSize = i.SIZE; double iAsDouble = i.doubleValue(); Supplier<String> iSupp = i::toString; JEP 402 の Member accesses の項参照 左辺がリテラルの時、”.”をどう解釈するか問題とかがある
23. Value でも Identity でもない class 以下のいずれかのプロパティを持つ場合、暗黙的にIdentity • abstract ではなく、classではないクラスがabstractであり、Objectクラスでもない • クラスがabstractで、インスタンスフィールドを宣言している（8.3.1.1）か、または包含 インスタンスを持っている（8.1.3） • クラスがabstractで、同期されたインスタンスメソッドを宣言している（8.4.3.6） • クラスがabstractで、非自明なコンストラクタ（8.8）またはインスタンスイニシャライ ザ（8.6）を宣言している。このルールの目的で、コンストラクタは、アクセスレベルが クラスよりも厳格である（8.8.3）、フォーマルパラメータ（8.8.1）または型パラメータ （8.8.4）を宣言する、throws句（8.8.5）を持つ、またはsuper();という形式の明示的な コンストラクタ呼び出し以外の何かを含む場合に、"非自明"と見なされます（8.8.7） 言語仕様 8.1.1.5 identity and value Classes より 分からん！
24. How We Got the Generics We Have 互換性を維持しつつ機能追加？ それ20年前にジェネリクスでやったわ https://openjdk.org/projects/valhalla/design-notes/in-defense-of-erasure 互換性は大事。徐々に移行できるように
25. ジェネリクスのプリミティブ 型変数 List<int> は List<Integer ! > にマッピングする。 境界チェックの前にこの変換をやるよ。 ここで T! T? T* というnullを許容するかどうかの型変 数を導入してうまいこと辻褄合わせるよ。 T! Nullness T? Nullable T* T! or T? '!' <: '*' <: '?' JEP 208 JEP 402 ML : Nullness markers
26. 目先はイレイジャでList<Object>として動くよ そこまで漕ぎつけておけば、 将来パフォーマンス向上させられると思うよ 南無JavaVM ! 南無JavaVM !