AOT と direct linking

Clojure 1.8 の新機能である direct linking の解説です。

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1. AOT と direct linking @xorphitus (2016-01)
2. Clojure のコンパイル・モデル 新機能 direct linking の前に Clojure のコンパイル (Java バイトコードへの変換) は、だいたい2種類 • ソースコードを Clojure の処理系がロードする時に行う ◦ えーと、ここボヤっとしてるんだけど、 JIT ってことなのかなと ◦ ってことは、JVM が JIT しているのでダブル JIT ですね • 先にコンパイルしておいてから処理系に渡す ◦ ahead-of-time compilation (AOT) ◦ direct linking が有効になるのはこっち ※ちなみに、ランタイムにコンパイルを実行する関数も用意されている
3. JIT vs AOT (Java バイトコードコンパイル時) • JIT の利点 (たぶん) ◦ 動的コンパイルが許されるがゆえの REPL 駆動開発 ◦ プログラムが全て REPL の上に乗るので、実際のプロセスの中に入って改変・実行しながら開発が できる ◦ ところで、REPL 駆動駆動って Haskell 辺りとも相性いいと思うのだがどうだろう • AOT の利点 (公式より転載) ◦ ソースコードなしでアプリケーションを配布できる ◦ アプリケーションの起動速度を向上させられる ◦ Java から呼び出し可能な名前付きクラスを生成できる ◦ ランタイムのバイトコード生成と、カスタムクラスローダのどちらも不要なアプリケーションを作れる
4. JIT vs AOT 体感してみよう • 実演: REPL 駆動開発および速度比較 ◦ https://github.com/xorphitus/aot-experiments • 参考 ◦ http://qiita.com/ayato_p/items/56595ece48837438d97f ◦ というか、ほぼパクっている
5. さて、direct linking だが
6. direct linking とは 三行で言うと • AOT 時のコンパイルオプションで • 関数実行のオーバーヘッドを小さくできて • コードサイズも削減されて起動速度が上がるもの この理解には、まず Clojure の関数実行の仕組みを知る必要がある
7. direct linking は Var の存在を消す こんなコードがあったとして (defn add [a b] (+ a b)) add (λ (+ a b)) シンボル Var 関数 mutable なポインタみたいなもの ポインティング先は immutable 可変ゆえに REPL 駆動開発中は 再定義して動作確認ができる direct linking しない場合は 赤矢印のフローで関数実行される つまり、Var の dereference の コストが発生する direct linking する場合は AOT 時に Var が解決されて 関数実行が青矢印で行われる ついでに不要な Var は一掃され class ファイルは小さくなる
8. 実行してみる • が、コードが小さすぎてぶっちゃけ意味ないかも • direct linking すると JVM の JIT の最適化がされやすくもなるっぽい
9. じゃあ Java バイトコードを見よう
10. Var の減を確認してみる $ find simple-aot/target/classes/simple_aot -type f | xargs javap | grep Var $ find direct-linking/target/classes/direct_linking -type f | xargs javap | grep Var ちなみに消えない Var もある Var は動的スコープを作ることもできて 例えば、スレッド毎に動的スコープを作り、並行処理を行うのに使われる こういう場合は流石に Var を消したらマズいわけで なお、今回残っている Var が何なのかはよく分からｎ（ｒｙ