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Object-Functional Analysis and Design and Programming温泉
クラウド温泉3.0の資料です。 ディスカッションのネタ提供を目的としています。
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Object-Functional Analysis and Design and Programming温泉
- 1. Object-Functional Analysis and Design andProgramming温泉 2012年年8⽉月18⽇日 浅海智晴
- 2.
- 3. 論論点 • 業務アプリケーションにおける関数型⾔言語 • どこまでかけるのか • モナドの使い所 • 業務アプリケーションにおけるオブジェクト指向⾔言語 • 本物のオブジェクト指向⾔言語から新たな気づきはないか • 関数型⾔言語とオブジェクト指向⾔言語の選択 • 関数型⾔言語とモデリング技術の連携 • 形式⼿手法とモデリング?
- 4. アジェンダ ディスカッションの元ネタを提供します。 関数型プログラミング ObjectFunctional Programming (OFP) Object Functional Analysis and Design (OFAD)
- 5. 新しい現実 ハードウェア • メニーコア、⼤大容量量メモリ、SSD • インメモリデータベース • 並列列プログラミング クラウド・プラットフォーム • クラウド・サービス、スマート・デバイス • 故障、遅延 • ⼤大規模データ、⼤大規模演算 • ⾼高頻度度イベント • ⾮非同期、並列列、分散 • NoSQL
- 6. アプリケーションの階層と役割 アプリケー • DSLの作法に従ってビジネスロ ジックを記述 ション • OO、関数型のスキルは最低限 • フレームワークを簡単に使⽤用する DSL ための専⽤用⾔言語 • OO、関数型の⾼高度度なスキル フレーム • ドメインの共通処理理を記述 ワーク • OO、関数型の⾼高度度なスキル
- 7. ⽤用語 • セッション内でのローカルな⽤用法 • (普通の)オブジェクト指向⾔言語 • Java的なオブジェクト指向⾔言語。オブジェクト＋クラス＋抽象 データ型＋静的型付け+⼿手続き＋値。 • 本物のオブジェクト指向⾔言語 • オブジェクトとメッセージから構成される核に何かを加えたも の。 • 関数型⾔言語 • 純粋関数型⾔言語(での利利⽤用も可能) • イミュータブル、参照透過性 • モナドが⼀一級市⺠民 • 型クラス(相当) • モデリング • 業務アプリケーションを分析・設計するためのモデリング⼿手法 • UMLを使ったオブジェクト指向モデリング
- 8.
- 9. 関数型⾔言語とは • ⾼高階関数を扱える。 • 関数を値として扱える。 • 関数の引数と返却値に関数を渡せる。 • 関数リテラル(クロージャ)が記述できる。 • 数学(ラムダ計算、圏論論など)的にプログラムを記述でき る。
- 10. 関数型⾔言語の系譜 浅海私⾒見見。 20年年ほどの空⽩白の後の⾒見見え⽅方、 あるいはOOプログラマが後追い で調べたときの⾒見見え⽅方と考えて ください。 新世代関数型 ⾔言語 • Haskell 伝統的関数型 • Scala(+scalaz) ⾔言語 • ラムダ計算 • Lisp, ML, OCaml • 代数、圏論論 • ラムダ計算 • 型クラス • ⼿手続き、オブジェ • 代数データ型、 元祖関数型⾔言語 クト指向で補完 モナド • pure Lisp • 抽象データ型 • Parametric • Subtype polymorphism • ラムダ計算 polymorphism
- 11. 関数型⾔言語の⻑⾧長所と短所 ⻑⾧長所 • ⾼高階関数を使った技が使える • List処理理, 関数合成(コンビネータ)、モナドなど • 定理理と証明 • 証明された(動作保証された)定理理(関数)を積み上げてプログラムを 記述できる (← 多少理理想論論も⼊入ってます) 短所 • 関数実⾏行行のオーバーヘッド • 関数オブジェクト • メモリを⼤大量量に消費する • 関数オブジェクト • データの⼤大量量複写 • スタックの使⽤用量量が読めない • 再帰 • 回避する技のノウハウが必要
- 12.
- 13. 代数的構造デザインパターン 結合律律 (associative law) • 半群 (semigroup) • モノイド (monoid) (a + b) + c = a + (b + c) • 群 (group) 可換律律 (commutative law) • 可換半群 • 可換モノイド a+b=b+a • 可換群(アーベル群) 分配律律 (distributive law) • 環 (ring) • 体 (field) a * (b + c) = a * b + a * c
- 14. 圏論論デザインパターン 圏 (category) モナド • Hask圏 (Scala圏?) (monad) • クライスリ圏 (kleisli category) Applicative 射 (arrow, functor morphism) 関⼿手 (functor)
- 15. 並列列プログラミング • マルチスレッド • 共有状態 (shared mutability) • 共有状態をロック ← 伝統的⽅方法 • STM (Software Transactional Memory) • アクター • 状態をアクターローカル(スレッドローカル)にする (isolating mutability) • 不不変オブジェクトによるメッセージで通信 • 関数プログラミング⽅方式 • 代数的データ型、永続データ構造 • ⇒ 不不変オブジェクト • 状態変更更ではなく、状態変更更命令令書を計算 • イメージとしてはSQLの⽂文字列列を計算して作成する感じ • モナドのメカニズムを使って並列列処理理（＋状態変更更命令令書）を 隠蔽
- 16.
- 17. OFP新三種の神器 トレイト (trait) • mix-in • 型安全のAOP的な運⽤用 モナド (monad) • 計算⽂文脈をカプセル化する新しい⾔言語概念念 • Monadicプログラミング 型クラス (type class) • 型安全のダブルディスパッチ(?) • Scalaでは、⽂文脈、主体、客体の組でオブジェクトを束縛
- 18.
- 19.
- 20.
- 21.
- 22. Object Functional Analysis and Design (OFAP)
- 23. オブジェクトモデリング 協調の実装技術 がボトルネック ドメイン・モデル になっている 状態 機械 協調 静的 アプリケーション 構造 モデル
- 24.
- 25.
- 26.
- 27. SparkとScalding val file =spark.textFile("hdfs://...") file.flatMap(line => line.split(" ")) .map(word => (word, 1)) Spark .reduceByKey(_ + _) class WordCountJob(args : Args) extends Job(args) { TextLine( args("input") ).read. flatMap('line -> 'word) { line : String => line.split("s+") }. groupBy('word) { _.size }. write( Tsv( args("output") ) ) } Scalding • https://github.com/twitter/scalding • CascadingのScala DSL • Collection APIでHadoop演算
- 28. まとめ • 論論点 • 業務アプリケーションにおける関数型⾔言語 • どこまでかけるのか • モナドの使い所 • 業務アプリケーションにおけるオブジェクト指向⾔言語 • 本物のオブジェクト指向⾔言語から新たな気づきはないか • 関数型⾔言語とオブジェクト指向⾔言語の選択 • 関数型⾔言語とモデリング技術の連携 • 形式⼿手法とモデリング?
- 29.