Capabilities for Uniqueness and Borrowing, Philipp Haller, Martin Odersky についてざっくりとした解説をしたスライドです。型付け規則とかの話は全部カットしました。

1. About
Capabili,es
for
Uniqueness
and
Borrowing
水島 宏太
日本Scalaユーザーズグループ

2. 自己紹介
• 水島 宏太
– Twi;er:
@kmizu
– 本日、アラサー最後の歳になりました
– Github:
h;ps://github.com/kmizu/
• 株式会社ユビレジ
• 愛
• (プログラミング|形式)言語
• 静的型付け
• メタプログラミング
• Scala,
Nemerle

3. Capabili,es
for
Uniqueness
and
Borrowing
• 著者：Phillip
Haller,
Mar,n
Odersky
– ※CSの論文ではFirst
Authorが最重要です
• ECOOP2010に採録
– European
Conference
on
Object-­‐Oriented
Programming
• コンパイラプラグインとしてちゃんと実装がある！
– h;p://lampwww.epfl.ch/~phaller/
readme_uniqueness.html

4. Abstract
• 動機
– 並行プログラミングでのメッセージパッシング
– Mutable
Objectがあると安全じゃない
– 既存の提案手法は制限が強過ぎる
• 貢献
– 参照の一意性を保証するための新しい手法を提案
– そのための型システムの健全性を証明
• Scalaのコンパイラプラグインとして実装

5. 何が問題なのか
• Actorライブラリでのプログラミング
– Actor間でのメッセージ通信
– mutableなオブジェクトを送信すると：
• race
condi,on発生の可能性
• 複数Actor間でオブジェクトの共有(別名付け)
– immutableなオブジェクトのみを送れば安全
• immutableオブジェクト万歳

6. 待って欲しい
• 本当にmutableなオブジェクトを送信してはだめ？
• Actor間でオブジェクトが共有されなければOK
– val
buffer
=
Buffer[Int]()
buffer
++=
(1,
2,
3,
4)
anActor
!
buffer
//
bufferに触れるな危険
• オブジェクトが共有されない事を静的に保証したい
– オブジェクトの参照の一意性

7. 寄り道：一意型
• 代表的な言語：Clean
• 基本：誰にも見破れなければimmutableと同じ！
– 裏側でオブジェクトを破壊的に更新しても関係ない
• Scalaっぽい疑似コードで表現
– val
oldArray:
*Array[Int]
=
Array(1,
2,
3)
/*
oldArrayへの参照を「消費」
*/
val
newArray
=
oldArray(0)
=
4
//
oldArrayに触れるとコンパイルエラー
• 変種が色々ある

8. 単純な一意型があればOK？
• ダメダメ
• 送信できるオブジェクトの形式が制限される
– 木構造はOKだけどグラフは駄目
– オブジェクトのシリアライズが必要になって…あれ？
• もうちょっと制限を緩める必要がある

9. 先行研究
• 色々ある(↓)けどばっさり略

10. External
Uniqueness
Separate
Uniqueness

11. Capability
• この研究における中心的な概念
• p▷T
:
型Tはcapability
pによって守られている
• Capabilityの二つの役割
– ヒープ上の(disjointな)異なる領域の表現
– 領域内にあるオブジェクトへのアクセス権
• オブジェクトの一意性を細かく制御できる
• 次ページ以降、コード例中心の説明

12.
登場人物(アノテーション)
• @unique
– (参照が)一意な変数であり、capabilityを持つ
• @transient
– capabilityを消費しない
• @peer(this)
– thisと同じヒープ領域を指す

13.
例：LogList(1)

14.
例：LogList(2)

15. 感想
• Capabilityベースの領域単位の一意性が面白い
• 型アノテーションの型推論が弱い…
– 記述が冗長になりそう
• captureはad
hoc過ぎる気が…
• コンパイラプラグインとして実装したのは良い