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今日からはじめるGPars
- 1. 今日からはじめる GPars 2011-06-17 第16回 G*ワークショップ 吉田 健太郎 (@fumokmm)
- 2. 自己紹介 名前：吉田 健太郎（ふも） 仕事：プログラマ！ Twitter：@fumokmm はてな：id:fumokmm ブログ：No Programming, No Life http://d.hatena.ne.jp/fumokmm/ 活動： ● JGGUG運営委員 ● Grailsドキュメント会参加 ● G*Magazine vol.2「もし新人女子Javaプログラマが 『Groovyイン・アクション』を読んだら」
- 3. GParsとはなにか Groovy Parallel Systems http://gpars.codehaus.org/ 読み方は「じーぱーず」
- 4. GParsとはなにか GParsはGroovyベースの並列処理ライブラリ群 他の言語の並列処理で使われている技術のいいとこど りをしていったらすごいことになってしまったライブ ラリ。 ほとんどJavaで書かれてるから、速度は問題ない Javaからも使える。（若干面倒だけど） Groovy v1.8から本体にバンドルされるようになった のはGPars v0.11 で、最新版はv0.12。 v1.8な人はインポートするだけで使える。 そうじゃない人は、@Grabればいい。 @Grab('org.codehaus.gpars:gpars:0.12')
- 6. 非同期コレクション
- 7. 並列コレクションとは コレクションに対する並列処理を簡単に提供。 並列コレクションはJavaの並列処理ライブラリ のラッパーを提供。 ● 並列コレクションは JSR 166 ● Fork/Join は JSR 166y (Java 7) ● Map/Filter/Reduce
- 8. 並列コレクションなハロワ import static groovyx.gpars.GParsPool.* def numbers = [1, 2, 3, 4, 5, 6] def squares = [1, 4, 9, 16, 25, 36] withPool { assert squares == numbers.collectParallel { it * it } } parallel_collection01.groovy まず、並列処理したい部分をwithPoolで囲む。 ここの例では parallel に collect している。
- 9. parallelにeachしてみる import static groovyx.gpars.GParsPool.* def numbers = 0..9 withPool { numbers.eachParallel { print it } } parallel_collection02.groovy 出力例（毎回異なる）： 0213756489 Result: 0..9
- 10. parallelメソッド対応表 通常のメソッドと withPool内で 使えるようになる parallel なメソッドの対応表
- 11. withPoolについて import static groovyx.gpars.GParsPool.* withPool(10) { // 10スレッド分スレッドが入るプールを確保 // この中で自由にスレッドを泳がせてね } withPoolはデフォルトではコア数+1のスレッドを使う。 第一引数でスレッド数を指定可能。 例) Core 2 な場合、デフォルトではスレッド数は3。
- 12. makeTransparent import static groovyx.gpars.GParsPool.* withPool { def numbers = [1, 2, 3, 4, 5, 6].makeTransparent() def squares = [1, 4, 9] assert squares == numbers.collect{ it * it } .grep{ it < 10 } } parallel_collection03.groovy .makeTransparent() しておくと、いちいち 〜Parallel しなくて済むからちょっとだけシンプルに書ける。 ※注意※ v0.12から名前が .makeConcurrent() に変更に なっています。
- 13. map/filter/reduce import static groovyx.gpars.GParsPool.* withPool { assert 30 == [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10].parallel .filter { it <= 5 } .map { it * 2 } .reduce { a, b -> a + b } } parallel_collection04.groovy コレクションに .parallel を付けると、 関数型っぽくmap/filter/reduceできるようになります。
- 15. 例：文字数カウント import static groovyx.gpars.GParsPool.* def words = "This is just a plain text to count words in" print count(words) def count(arg) { withPool { return arg.parallel .map{[it, 1]} .groupBy{it[0]}.getParallel() .map {it.value=it.value.size();it} .sort{-it.value} .collection } } parallel_collection05.groovy 結果はラップされているので、最後に .collection を付ける 必要がある。.groupByなどたまに対応してないメソッドが あるので、.getParallel() しなおしてあげる必要がある。
- 16. 例：スリープソート import static groovyx.gpars.GParsPool.* import java.util.concurrent.* def numbers = [8, 1, 4, 9, 3, 6] def latch = new CountDownLatch(numbers.size()) // numbersのサイズ分、スレッド確保 withPool(numbers.size() ?: 1){ numbers.eachParallel { latch.countDown() latch.await() // 全部の準備が終わるまで待つ Thread.sleep((it as int) * 10) println it } } sleepSortSample.groovy cf. http://d.hatena.ne.jp/fumokmm/20110611/1307811572
- 17. 例：フィボナッチ数 (Fork/Join) import static groovyx.gpars.GParsPool.* def fibo(num) { withPool { runForkJoin(num) { n -> switch (n) { case 0..1: return n default: forkOffChild(n - 1) forkOffChild(n - 2) [*childrenResults].flatten().sum() } } } } assert fibo(10) == 55 fibonacciSample.groovy JSR 166yのfork/join機能をGParsのラッパーから使う例。
- 20. アクター
- 21. アクターとは メッセージ 返信 基本ステップ アクターはそれぞれ、独立したスレッド（世界）で動く。 自分とは別のアクターとやり取りするには、メッセージを送る。 メッセージを受け取ったアクターはメッセージに返信することが できる。
- 22. アクターなハロワ import static groovyx.gpars.actor.Actors.* def console = actor { loop { react { msg -> println msg } } } console.send('Hello World!') actor01.groovy アクターを生成するには、actor { … } DSLを使う。 loopはstop()されるまで、繰り返される。 最後に、consoleアクターに 'Hello World!' という String をメッセージとして送信している。
- 23. .send の別記法 console.send('Hello World!') console << 'Hello World!' // << でもOK console.call('Hello World!') // .callでもOK console 'Hello World!' // .call=クロージャ呼び出し メッセージ送信のためのメソッド .send には別記法が 用意されている。（種類は上記コード参照） ErlangやScalaなどで使う ! は Groovyではオーバーロード できないので違う記法を採用している。
- 24. メインスレッドがアクターに送信 import static groovyx.gpars.actor.Actors.* def console = actor { loop { react { msg -> println msg } } } // 出力順はばらばら console << 'Hello World!' println 'finish.' actor02.groovy
- 25. メインスレッドがアクターに送信 import static groovyx.gpars.actor.Actors.* def console = actor { loop { react { msg -> println msg } } } console << 'Hello World!' console.stop() // <- consoleのアクターをストップ console.join() // <- メインスレッドで、console // アクターが終わるまで待つ println 'finish.' actor03.groovy
- 26. 高度なloop def whileTrue = {-> // 繰り返し条件を返すクロージャ(真の間繰り返す) } def printResult = {-> // ループ終了時に呼び出されるクロージャ } loop(whileTrue, printResult) { // アクターに行わせる処理 } actor04.groovy loopの第一引数に繰り返し条件（真の間繰り返し）を返す クロージャやint（繰り返し回数）を指定することでループ 回数を制御できる。 第二引数にクロージャを渡すと、loop終了時に実行される （フック処理）
- 27. reactor (リアクター） import static groovyx.gpars.actor.Actors.* def console = actor { loop { react { msg -> println msg } } } // 同じ def console2 = reactor { msg println msg } actor05.groovy loop-react の組み合わせはよく使うので 用意された便利DSL。リアクション専用。
- 28. sender（送り主） react { tweet -> if (isSpam(tweet)) { ignoreTweetsFrom sender // 通報 } sender.send '二度と送って来ないでね!' } senderはactorのクロージャ内部で、送信元を特定する のに使える。
- 29. reply（返信） import static groovyx.gpars.actor.Actors.* def replyingActor = reactor { msg -> println "受信: $msg" reply "<<$msg>>" } def reply = replyingActor.sendAndWait('メッセージ 1') assert reply == '<<メッセージ1>>' actor06.groovy ここでは、msgを受け取って、<< と >> で囲ったものを 返却している。 .sendAndWait はメッセージを送信した後、アクターから の返信を待つ。
- 30. メッセージ振り分け(switch-case) loop { react { text -> switch(text) { case String : reply << "あなたの送ったのはString" break case Integer: reply << "あなたの送ったのはInteger" break } } } 一番単純な振り分け。受け取ったメッセージを switch-case式を用いて振り分けている。 Groovyのswitch-caseはそれなりに強力なのでこれでも 十分強力かもしれないが、もっといい方法がある。
- 31. メッセージ振り分け(when) import static groovyx.gpars.actor.Actors.* def handler = messageHandler { when { String message -> reply '文字列' } when { Number message -> reply '数字' } } assert '文字列' == handler.sendAndWait('こんにちは') assert '数字' == handler.sendAndWait(123) actor07.groovy MessageHandler { … } DSLを使うと when に渡すクロージャ のバリエーションでメッセージを振り分けることができる。
- 32. 比較：Scalaアクターの メッセージ振り分け val badActor = actor { var done = false while (! done) { receive { case NegotiateNewContract => // 処理 case Speak(line) => // 処理 case _ => // 全部マッチしなかった時の処理 } } } badActor ! NegotiateNewContract badActor ! Speak("Do ya feel lucky, punk?"
- 35. エージェント
- 37. エージェントなハロワ import groovyx.gpars.agent.Agent def guard = new Agent<String>() guard { updateValue('GPars') } guard { updateValue(it + ' is groovy!') } assert 'GPars is groovy!' == guard.val agent01.groovy エージェントが内包する値の更新は、クロージャを通して 行うことになる。 結果値は .val で取得できる。
- 38. リストに追加 import groovyx.gpars.agent.Agent def members = new Agent(['Me']) members.send {it.add 'A'} def t1 = Thread.start { members.send {it.add 'B' } } def t2 = Thread.start { members << { it.add 'C' } members { it.add 'D' } } [t1, t2]*.join() println members.val members.valAsync {println "現在のメンバ: $it" } members.await() agent02.groovy 複数スレッドから同時に更新をかけてもリストは壊れない。 エージェントが守っているから。
- 39. リスナーとバリデータを追加 import groovyx.gpars.agent.Agent def counter = new Agent() counter.addListener{ oldVal, newVal -> println "$oldVal -> $newVal" } counter.addValidator{ oldVal, newVal -> if (newVal < oldVal) throw new Exception('新しい値が小さいのでエラー') } . . . assert counter.hasErrors() assert 1 == counter.errors.size() agent03.groovy 値の更新時に通知したり、チェックしたりするクロージャを 追加することができる。エラーがあったかは後でチェック。
- 41. データフロー
- 43. データフローなハロワ import groovyx.gpars.dataflow.DataFlows import static groovyx.gpars.dataflow.DataFlow.* def flow = new DataFlows() task { flow.result = flow.x + flow.y } // task { flow.x = 10 } // task { flow.y = 5 } // assert 15 == flow.result // dataflow01.groovy ①、②、③の順番で代入が実行される。 ②の flow.result は ①の flow.x, flow.y が代入されるまで待機 する ③の flow.result は ①の flow.result が代入されるまで待機する
- 44. デッドロックにご用心 import groovyx.gpars.dataflow.DataFlows import static groovyx.gpars.dataflow.DataFlow.* def flow = new DataFlows() task { flow.x = flow.y } task { flow.y = flow.x } // デッドロック！ println flow.x // 帰ってこない dataflow02.groovy デッドロックが発生する例。 flow.x のようにしなければ、帰ってくる。
- 48. 参考 ● Groovy in Action, Second Edition http://www.manning.com/koenig2/ ● GPars Javadoc http://gpars.org/0.12/javadoc/ ● GPars ユーザガイド＆リファレンス http://gpars.org/0.12/guide/index.html
- 49. 告知：GParsドキュメント翻訳中 現在GParsユーザガイド(v0.12)の翻訳作業を Google Translator Toolkit上で行っています。 http://goo.gl/d1LHM 参加者：ふも(@fumokmm) 杉浦さん(@touchez_du_bois) 協力者大募集中！ @fumokmm までご連絡下さい。
- 50. ご清聴 ありがとうございました