Projet Valhalla : un incubateur d’idées et de fonctionnalités pour préparer le terrain pour Java 10

Projet Valhalla : un incubateur d'évolutions pour préparer le terrain pour Java 10
alors que Java 9 n’est pas attendu avant 2016

Alors que Java 8 est sorti en mars dernier et que la prochaine version majeure n’est pas attendue avant 2016, un comité d’experts dirigé par Brian Goetz vient de voir le jour pour dresser les grandes lignes de Java 10.

L’idée derrière ce nouveau projet dénommé Valhalla est de servir d’incubateur pour la version 10 de Java, en testant différentes évolutions possibles parmi les fonctionnalités qui doivent être supportées par le langage de programmation sur le long terme.

Parmi les fonctionnalités et les idées d’améliorations qui seront étudiées par le projet, il est possible de citer les valeurs des types (Value Types), ce qui peut permettre une optimisation de la représentation mémoire des types tout en maintenant les mêmes performances. D’autres fonctionnalités sont aussi à l’étude, c’est le cas par exemple de la spécialisation des génériques (Generic Specialization) ainsi que l’amélioration des volatiles (enhanced volatiles).

Le projet Valhalla tente aussi d’améliorer le langage Java en l’affectant à différents niveaux, comme le typage, le langage, la machine virtuelle ou les bibliothèques. Le projet a pour vocation de définir une sémantique claire au niveau de la machine virtuelle pour permettre un support égale pour le langage Java et les autres langages recourant à la JVM.

Pour l’heure le projet n'en est encore qu'à ses balbutiements. L’annonce de sa création a été faite via la mailing list d’OpenJDK. Elle mentionne, entre autres, les membres du comité d’experts pilotant le projet ainsi que la version de base de Java qui sera utilisée (JDK9).

Source : annonce du projet Valhalla

Et vous ?

:fleche: Qu’en pensez-vous ?

Jigsaw repoussé pour Java 10 dans 5... 4... 3...

Citation:

---

Envoyé par Arsene Newman

les valeurs des types (Value Types)

---

En français on appelle plutôt ça les types valeur (par opposition aux types référence). C'est ce qui correspond aux struct de C# par exemple (ça doit aussi exister dans d'autres langages ; il me semble que Swift a aussi une notion de type valeur)

Citation:

---

Envoyé par Traroth2

Jigsaw repoussé pour Java 10 dans 5... 4... 3...

---

S'il n y a pas de Jigsaw dans Java 9 que ce qu'il y aura vraiment dedans

Nous espérons des optimisations de performances et corrections de bugs :mouarf:

Java : le projet Valhalla validé par Oracle
pour préparer le terrain aux futures évolutions de la plateforme

Le projet Valhalla pour la plateforme Java prend forme. Annoncé il y a quelques mois par Brian Goetz, responsable du projet, celui-ci a été validé par Oracle.

Le projet Valhalla est une sorte d’incubateur pour le développement des futures fonctionnalités de la plateforme Java. Celui-ci va tenter d’améliorer le langage Java en l’affectant à différents niveaux, comme le typage, le langage, la machine virtuelle ou les bibliothèques. Le projet a pour vocation de définir une sémantique claire au niveau de la machine virtuelle pour permettre un support égal pour le langage Java et les autres langages recourant à la JVM.

La révision majeure dans la description actuelle du projet concerne les génériques. Les versions actuelles de Java ne permettent pas que les types génériques contiennent les types primitifs, et le compilateur Java supprime les détails du type contenu lors de la compilation. Cette approche de typage générique (effacement de type) représente l’un des aspects assez critiqués du système de types de Java.

Le projet Valhalla explorera une nouvelle approche pour la gestion des types génériques, et espère produire une nouvelle forme de typage générique, qui permettra aux développeurs d’appliquer des génériques aux types primitifs. Ainsi, dans les futures versions de Java, des déclarations telles que List<int> pourront être valides en Java.

D’autres modifications importantes sont également au menu comme les types valeurs, qui permettront une optimisation de la représentation mémoire des types tout en maintenant les mêmes performances. Les types valeurs auront pour objectif de combiner certaines propriétés des types primitifs et des types objets, pour donner naissance à un nouveau type, qui sera manipulé par le développeur comme un type primitif.

Les développeurs intéressés par le projet peuvent rejoindre sa liste de diffusion sur le site d’OpenJDK. Brian Goetz a souligné dans l’annonce que le projet est encore à un stade embryonnaire, donc la communauté ne devrait pas s’attendre à trouver une technologie développée au sein de Valhalla dans JDK 9, dont la version finale est prévue pour 2016.

:fleche: Annonce du projet projet Valhalla

:fleche: Description du projet Valhalla

Avec cette nouveauté :
D’autres modifications importantes sont également au menu comme les types valeurs, qui permettront une optimisation de la représentation mémoire des types tout en maintenant les mêmes performances. Les types valeurs auront pour objectif de combiner certaines propriétés des types primitifs et des types objets, pour donner naissance à un nouveau type, qui sera manipulé par le développeur comme un type primitif.

On peut dire adieu au C++ le point faible de java était ne pas pouvoire définir des types primtif comme les points et autre structure pour éviter d’allouer de la mémoire.
reste plus qu'a pouvoir surcharger les opérateurs comme + - / etc..
et on pourra écrire de jolie addition de vecteur V+U aussi rapide qu'en C++.

Citation:

---

Envoyé par super_navide

On peut dire adieu au C++

---

Mais tout à fait... :whistle:

Citation:

---

Envoyé par super_navide

reste plus qu'a pouvoir surcharger les opérateurs comme + - / etc..

---

Bah dans ce cas tu peux faire du C#, qui fait tout ce que fait Java, a des types valeur et permet la surcharge d'opérateurs :)

(bah oui, je prêche pour ma paroisse, hein ;))

Citation:

---

Envoyé par super_navide

On peut dire adieu au C++ le point faible de java était ne pas pouvoire définir des types primtif comme les points et autre structure pour éviter d’allouer de la mémoire.
reste plus qu'a pouvoir surcharger les opérateurs comme + - / etc..
et on pourra écrire de jolie addition de vecteur V+U aussi rapide qu'en C++.

---

Si les features du C++ t'interesse, pourquoi ne fais tu pas du C++ au lieu d'attendre que Java implémente ces features? Vous trouvez pas que c'est paradoxal? (le premier qui me répond "c'est pas faux" :aie:).

Citation:

---

Envoyé par tomlev

Bah dans ce cas tu peux faire du C#, qui fait tout ce que fait Java, a des types valeur et permet la surcharge d'opérateurs :)

(bah oui, je prêche pour ma paroisse, hein ;))

---

+1

C# :)

Citation:

---

Envoyé par super_navide

reste plus qu'a pouvoir surcharger les opérateurs comme + - / etc..

---

la surcharge d'opérateur a été refusée par l'équipe initiale de java pour éviter une confusion à la lecture du code.
Un des points fondamentaux de la philosophie initiale était: ce qui est compilé est ce qui est explicitement écrit ... malheureusement des évolutions ultérieures ont un peu contourné cette règle
mais la surcharge d'opérateur rend la lecture des codes C++ incroyablement difficile , et les programmeurs en abusent en violant allégrement la sémantique de l'opérateur.... vade retro satanas ...
(quoiqu'en Scala il y a un point de vue plus amusant sur la question, voir aussi en Groovy ... mais en Java j'espère que cette demande n'aboutira jamais )
edit: C# c'est la philosophie Microsoft: vous en voulez? alors en voilà! Peu importe si ça abouti à des formalismes peu en accord avec les règles du génie Logiciel (ou à des incohérences: je pense ici à la vision Microsoft de SQL qui donne un sens à des expressions illégales parce que les utilisateurs font souvent l'erreur ... alors ils donnent un sens à ce qui n'en a pas!)

Citation:

---

et les programmeurs en abusent en violant allégrement la sémantique de l'opérateur.... vade retro satanas ...

---

Quel sémanatique de l'opérateur le symbol multiplication en math est utilisé pour les matrices et pour les nombre et ca sémantique n'est pas la même
sur les matrice ils perd la commutativité et la transitivité.
Donc le viol de sémantique n'existe pas.
encore une regle stupide que certain informaticien ce donne................

Bonjour,

J'ai lu la JEP 193 concernant l'évolution de "volatile" mais je n'ai pas tout à fait saisi l'objectif de ".volatile".

Est-ce qu'en faisant :

Code:

---

1 2 3 4 5 6 7

// Exemple de la JEP class Usage { volatile int count; int incrementCount() { return count.volatile.incrementAndGet(); } }

---

L'idée c'est de faire quelque chose comme :

Code:

---

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

class Usage { volatile int count; int incrementCount() { synchronized { return count.incrementAndGet(); }   return 0; } }

---

?

Merci :)

Citation:

---

Envoyé par Gugelhupf

J'ai lu la JEP 193 concernant l'évolution de "volatile" mais je n'ai pas tout à fait saisi l'objectif de ".volatile".

---

Non.

L'idée c'est d'avoir le même mécanisme que les classes AtomicInteger, etc. qui n'ont pas recours à la synchronisation.




Il faut savoir que les seules opérations atomiques c'est l'affectation d'une valeur :

Code:

---

1 2 3

count = 15; // ou int temp = count;

---

Mais dès qu'il y a un calcul au milieu on n'est plus atomique, par exemple une incrémentation :

Code:

---

count += 1; // ou count++

---

En effet cela se décompose en fait en plusieurs instructions, que l'on pourrait représenter comme cela (en vrai c'est du bytecode, mais pour l'exemple je laisse en java) :

Code:

---

1 2 3

int next = count; next++; count = next;

---

:arrow: Le problème c'est que si un autre thread modifie "count" entre ces deux opérations on se retrouve avec une valeur incorrect.

Par exemple si tu as deux threads qui incrément de 1 en même temps tu peux avoir cela :

Code:

---

1 2 3 4

int count = 0; // etat initial   count += 1; // thread 1 count += 1; // thread 2

---

On pourrait penser que le résultat sera forcément "2", mais ce n'est pas garantie.
En effet en décomposant on a en fait ceci :

Code:

---

1 2 3 4 5 6 7 8 9

int count = 0; // etat initial   int next1 = count; // thread 1 (count vaut 0) next1++; // thread 1 count = next1; // thread 1   int next2 = count; // thread 2 (count vaut 1) next2++; // thread 2 count = next2; // thread 2

---

Sauf que l'ordonnanceur peut nous jouer des tours, et on obtient alors une exécution qui ressemble à quelque chose comme cela :

Code:

---

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

int count = 0; // etat initial   int next1 = count; // thread 1 (count vaut 0) int next2 = count; // thread 2 (count vaut 0)   next1++; // thread 1 next2++; // thread 2   count = next1; // thread 1 count = next2; // thread 2

---

:arrow: Du coup next1 et next2 valent tous les deux "1", et count prend finalement la valeur "1" alors qu'on l'a incrémenté deux fois !



En clair entre le moment ou on fait notre calcul et le moment ou on affecte le résultat dans la variable, la variable a été modifié par un autre thread
Du coup on devrait avoir un résultat différent, et notre calcul fait "disparaitre" la modif précédente...



En fait les classes AtomicXXX se base sur le compareAndSet, qui permet d'affecter une variable seulement si sa valeur correspond bien à celle indiqué.
Du coup l'incrémentation correspond plutôt à ceci :

Code:

---

1 2 3

int old = count; int next = old + 1; count.volatile.compareAndSet(old, next); // ne marche QUE si la valeur de count == old

---

L'idée c'est donc de faire cela dans une boucle, jusqu'à ce que compareAndSet() fonctionne.
Ainsi si "count" a été modifié par un autre thread entre temps, on reprend le calcul avec la valeur modifié et on réessaye.


C'est grosso-modo ce que font les méthodes d'AtomicInteger.
Cela peut paraitre curieux, mais c'est plus efficace que la synchronisation (cela n'a quasiment aucun "coût" lorsque la variable n'est pas modifié entre temps).
C'est même plus sûr car il n'y a pas forcément besoin d'utiliser synchronized sur toutes les utilisations de la variable...


L'objectif de la JEP c'est de permettre cela directement sur un attribut primitif, sans pour autant passer par les classes AtomicXXX...


a++

Bonsoir,


Merci pour les explications adiGuba :ccool: , je connais déjà plus ou moins le comportement des variables dans un environnement multi-thread. Ce que je ne connais pas par contre, c'est le mécanisme interne des AtomicXXX et sa différence par rapport synchronized.

Donc si je comprends bien : ".volatile" va faire comme AtomicXXX (qui n'utilise pas synchronized), mais en simplifiant la syntaxe lourde de AtomicXXX.

J'ai donc décidé d'aller regarder l'implémentation de la méthode compareAndSet() de AtomicInteger pour essayer de comprendre le mécanisme de la "boucle" dont tu fais référence. La méthode compareAndSet() fait intervenir la méthode native compareAndSwapInt() du type sun.misc.Unsafe, on tombe sur du code ASM :

Code:

---

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30

// Version Linux : #define LOCK_IF_MP(mp) "cmp $0, " #mp "; je 1f; lock; 1: " // ... inline jint Atomic::cmpxchg (jint exchange_value, volatile jint* dest, jint compare_value) { int mp = os::is_MP(); __asm__ volatile (LOCK_IF_MP(%4) "cmpxchgl %1,(%3)" : "=a" (exchange_value) : "r" (exchange_value), "a" (compare_value), "r" (dest), "r" (mp) : "cc", "memory"); return exchange_value; }     // Version Windows : #define LOCK_IF_MP(mp) __asm cmp mp, 0 \ __asm je L0 \ __asm _emit 0xF0 \ __asm L0: // ... inline jint Atomic::cmpxchg (jint exchange_value, volatile jint* dest, jint compare_value) { // alternative for InterlockedCompareExchange int mp = os::is_MP(); __asm { mov edx, dest mov ecx, exchange_value mov eax, compare_value LOCK_IF_MP(mp) cmpxchg dword ptr [edx], ecx } }

---

L'assembleur n'est pas ma tasse de thé, je vois bien que la clé se situe au niveau de l'instruction cmpxchg et qu'il y a un saut dans les 2 cas, mais le saut se situe vers le bas, donc je ne vois pas de "boucle" mais plutôt un lock avec une sorte de signal...

C'est une très bonne nouvelle.
La langage Java accuse d'un retard non négligeable par rapport à d'autres langages (Scala, Python, C# ...).
Il est temps de dépoussiérer un peu tout ça ^^

Citation:

---

Envoyé par Gugelhupf

L'assembleur n'est pas ma tasse de thé, je vois bien que la clé se situe au niveau de l'instruction cmpxchg et qu'il y a un saut dans les 2 cas, mais le saut se situe vers le bas, donc je ne vois pas de "boucle" mais plutôt un lock avec une sorte de signal...

---

C'est normal la boucle n'est pas dans compareAndSet().
Ce dernier se contente d'affecter la nouvelle valeur uniquement si la valeur actuelle correspond bien à celle qu'on indique.
Bref compareAndSet() renvoi simplement true ou false selon qu'il a mit la valeur à jour ou pas.

Après niveau assembleur je ne pourrais pas dire, mais il me semble que c'est une instruction des CPU...



En fait la boucle se trouve au niveau de toutes les méthodes d'AtomicInteger.
Par exemple pour incrementAndGet() :

Code:

---

1 2 3 4 5 6 7 8

public final int incrementAndGet() { for (;;) { int current = get(); int next = current + 1; if (compareAndSet(current, next)) return next; } }

---

:arrow:

1. On récupère la valeur courante (avec get()) dans une variable locale "current". C'est une opération atomique donc on n'a pas de soucis avec cela.
2. On incrémente la valeur, dans une autre variable locale "next". On travaille sur des variables locales donc aucun soucis.
3. On tente d'affecter la nouvelle valeur ("next"), mais uniquement si la valeur n'a pas changé entre temps (grace à compareAndSet() et notre variable locale "current").
   Si la valeur de notre AtomicInteger n'a pas changée, il sera mis à jour avec "next" et on retourne le résultat (tout s'est bien passé).
   Mais si la valeur de l'AtomicInteger a été changée (obligatoirement depuis un autre thread), compareAndSet() ne va rien faire et retourner false. Du coup on refait un tour de boucle en renouvelant notre calcul avec la nouvelle valeur...

Cela peut paraitre curieux mais en fait c'est bien plus rapide qu'une synchronisation :

• S'il n'y a pas de de modification entre temps, cela revient à exécuter un code non synchronisé !
• S'il y a eu une modification, cela revient à retenter notre chance. Pour des calculs aussi simple cela va sûrement plus vite que de poser une synchronisation.

Au passage Java 8 propose également quelque chose de similaire pour les Locks avec les StampedLock.

a++

En effet, le mécanisme est vraiment très curieux. Et si "count" ne vaut jamais "current" on tombe dans le boucle infini, du coup :

• Comment "get()" est susceptible de retourner une "value" où "current" serait égal "count" ?
• Quel est le nombre d'itération théorique maximum pour que "count" == "current", le nombre de thread qui traite "count" en même temps ?

Citation:

---

Envoyé par Gugelhupf

Comment "get()" est susceptible de retourner une "value" où "current" serait égal "count" ?

---

Ben, il lit la valeur actuelle du compte et la renvoie. Techniquement ce sera jamais autre chose qu'un "current" égal à "count". La raison de tout ce bazar étant que "count" peut très bien avoir changé deux instructions plus loin.

Citation:

---

Envoyé par Gugelhupf

Quel est le nombre d'itération théorique maximum pour que "count" == "current", le nombre de thread qui traite "count" en même temps ?

---

Théorique maximum, c'est bel et bien l'infini. Si un autre thread passe son temps à incrémenter le compteur et que le thread en cours est bizarrement aligné par l'ordonnanceur de sorte de ne jamais, jamais faire une boucle entière avant que l'autre ne fasse la sienne, eh ben, il continuera d'essayer pour toujours et restera coincé là.

En pratique, toutefois, quand un thread a fini de toucher un compteur il va bosser ailleurs pendant un moment, laissant les autres faire leur propre modif avant de revenir les déranger. C'est une mauvaise idée d'avoir un thread qui ne fait que toucher à un AtomicInteger utilisé par d'autres... Mais en soi, ça devrait être évident que c'est une mauvaise idée de faire un thread qui sert à rien.

@Gugelhupf : Attention c'est l'ancienne valeur qui est vérifiée, pas celle que l'on a calculé.

• get() renvoit la valeur actuelle de l'AtomicInteger, que l'on stocke dans une variable locale ("current" dans l'exemple d'incrementAndGet()).
• On fait notre calcul, que l'on stocke dans une autre variable ("next" dans l'exemple)
• Enfin compareAndSet() n'affectera la valeur que l'on a calculer ("next") que si la valeur de l'AtomicInteger est toujours égale à "current".
  En clair si la valeur de l'AtomicInteger n'a pas été modifiée depuis la première fois qu'on y a accédé, on affecte notre résultat, sinon on recommence notre calcul car il n'est plus bon...

Citation:

---

Envoyé par thelvin

Théorique maximum, c'est bel et bien l'infini. Si un autre thread passe son temps à incrémenter le compteur et que le thread en cours est bizarrement aligné par l'ordonnanceur de sorte de ne jamais, jamais faire une boucle entière avant que l'autre ne fasse la sienne, eh ben, il continuera d'essayer pour toujours et restera coincé là.

---

Oui.

Mais cela poserait également problème avec une synchronisation classique, puisqu'on serait bloqué sur l'acquisition du lock.
Dans ce cas l'utilisation de l'AtomicXXX serait plus gourmande en CPU (boucle active) tandis que le code synchronisé serait en sommeil.
Mais comme tu le dis il faut avoir une boucle infini qui modifie constamment la variable...

Dans un cas "normal" même si l'AtomicXXX doit faire quelques tours de boucles il y a des chances que ce soit plus rapide qu'une synchronisation....


a++