Quasar: Java のアクター/軽量スレッド

宮川 拓 / @miyakawa_taku

2014-08-22

JJUG LT大会

自己紹介

• 宮川拓です

• Kink という JVM 言語を作ってます

– https://bitbucket.org/kink/kink

• 大相撲秋場所に向けて準備中です

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Quasar?

• Erlang 的なアクターモデルを実現する Java ライブラリ

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アクターモデル

• アクター（スレッド的なもの）同士がメッセージを互いに投げ合って協調動作する計算モデル

• オブジェクトを作る感覚でアクターを作る

• つまり湯水のごとくスレッドを作る

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Scala のアクターと何が違うの？

• Scala のアクター

–ネイティブスレッドで実現されている

• Quasar のアクター

–軽量スレッドで実現されている

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軽量スレッド？

• 軽量スレッド ::=

–ユーザランド（カーネル外）で実現するスレッド

– Go の goroutine, Erlang の「プロセス」など

– Quasar では「Fiber」と呼ぶ

• 利点

– 100万とか1,000万とかの数が作れる

–ブロックが多発する状況では性能で有利

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実現方法

• バイトコード操作でコンテキストスイッチ用のコードを仕込む

– クラスロード時（-javaagent） or コンパイル時

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実行時の動作

1. 実行している命令の位置

2. ローカル変数のセット

を自前のスタックに保存しながら実行する （ようにバイトコードを改変する）

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class SenderFiber extends Fiber { public Void run() throws ... { int num = 42; channel.send(num); num = 24; channel.send(num); bye(); } }

data=24

制御が離れる時の動作

• ブロック/yieldするメソッドがSuspendExecution例外を投げる

• 呼び出し元がキャッチして他の軽量スレッドに制御を渡す

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class SenderFiber extends Fiber { public Void run() throws ... { int num = 42; channel.send(num); num = 24; channel.send(num); bye(); } }

SuspendExecution

制御が戻ってくる時の動作

• もう一度同じメソッドを呼び出す

• メソッドの先頭で自前スタックから実行位置とローカル変数を回復

• switch & ジャンプ

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class SenderFiber extends Fiber { public Void run() throws ... { int num = 42; channel.send(num); num = 24; channel.send(num); bye(); } }

ローカル変数回復 switch & ジャンプ