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Object-Funcational Analysis and design
- 1.
- 2. ⾃自⼰己紹介 • ⽇日本Javaユーザグループ。 • 代表作 • XML SmartDoc (XML⽂文書処理システム) • Relaxer (XML/Javaスキーマコンパイラ) • 開発中 • SimpleModeler (Scala DSLモデルコンパイラ) • SmartDox (⽂文書処理システム) • g3 (サービスマッシュアップフレームワーク) • g4 (Androidアプリケーションフレームワーク) • 近著 • 「上流⼯工程UMLモデリング」(⽇日経BP) • 「マインドマップではじめるモデリング講座」(翔泳社) • 「ボクらのScala」(Softbank Creative)
- 3.
- 4. 関連サイト • Modegramming Style(テキストDSL駆動開発を テーマにしたブログ) • http://modegramming.blogspot.com/ • SimpleModeler • http://github.com/asami/simplemodeler/ • SmartDox • http://github.com/asami/smartdox • g3フレームワーク • http://code.google.com/p/goldenport3/ • g4フレームワーク • http://github.com/asami/goldenport-android- library/
- 5.
- 6. アジェンダ 関数型プログラミング Object Functional Programming (OFP) Object Functional Analysis and Design (OFAD) 応⽤用
- 7. 新しい現実 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 • ⾼高頻度イベント • ⾮非同期、並列、分散 • 計算機科学 メニーコア • 並⾏行行プログラミング DSL (Domain Specific Language) • モデル記述としてのDSL • ⾃自動⽣生成 • フレームワークAPIとしてのDSL • 作りやすさの向上、開発量の激減
- 8. OFADの要素技術/関連技術 クラウド コンピュー ティング アジャイル OFP 開発 OOAD OFAD UCD/UX 本セッションのスコープ外
- 9. 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、関数型の⾼高度なスキル フレーム • ドメインの共通処理を記述 ワーク • OO、関数型の⾼高度なスキル
- 10.
- 11. 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、圏論など)的にプログラムを記述でき る。
- 12. 関数型⾔言語の系譜 浅海私⾒見見。 20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 • 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
- 13. 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, 関数合成(コンビネータ)、モナドなど • 定理と証明 • 証明された(動作保証された)定理(関数)を積み上げてプログラムを 記述できる (← 多少理想論も⼊入ってます) 短所 • 関数実⾏行行のオーバーヘッド • 関数オブジェクト • メモリを⼤大量に消費する • 関数オブジェクト • データの⼤大量複写 • スタックの使⽤用量が読めない • 再帰 • 回避する技のノウハウが必要
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- 15. 代数的構造デザインパターン 結合律 (associative law) • 半群 (semigroup) • モノイド (monoid) (a + b) + c = a + (b + c) • 群 (group) 可換律 (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 (distributive law) • 環 (ring) • 体 (field) a * (b + c) = a * b + a * c
- 16. 圏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)
- 17. 並列プログラミング • 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 • ⇒ 不変オブジェクト • 状態変更ではなく、状態変更命令書を計算 • イメージとしてはSQLの⽂文字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処理（＋状態変更命令書）を 隠蔽
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- 19. 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 • 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
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- 24. Object Functional Analysis andDesign (OFAP)
- 25. 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
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- 29. データフローの実装技術 A Unifiying ISBN: 978-0-521-11787-6 Framework for Structured Yourdon(Structured Chart)、DeMarco(DFD)、Jackson(Structure Text) Analysis and を代数(Initial algebra)で記述して、圏論で操作する試み Design Models SA/SDの技術を関数に繋ぐことができる可能性 AsakusaFW http://www.asakusafw.com/ DSLで記述したデータフローをHadoop上で実⾏行行するフレームワーク Asakusa DSL設計⼿手法 (http://www.asakusafw.com/wp/wp-content/ uploads/2012/01/AsakusaDSLDesignMethodology.pdf) Spark http://www.spark-project.org/ Apache Mesos上で動作するクラスタ計算システム。Scala⾔言語に統合さ れているのが特徴。 データフロー的演算をScalaの⾃自然なプログラミングで記述できる。
- 30. 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
- 31. Enterprise Integration Patterns (EIP) Apache Camel Enterprise Integration Patterns • http://camel.apache.org/enterprise-integration- patterns.html RouteBuilder builder = new RouteBuilder() { public void configure() { errorHandler(deadLetterChannel("mock:error")); from("seda:a") .choice() .when(header("foo").isEqualTo("bar")) .to("seda:b") .when(header("foo").isEqualTo("cheese")) .to("seda:c") .otherwise() .to("seda:d"); } };
- 32. まとめ • 関数型⾔言語は時代の要請 • クラウド・コンピューティング、メニーコアで並⾏行行プログ ラミングが必須に。 • DSLにより、アプリケーション開発の⽣生産性向上 • 関数型⾔言語で計算機科学、数学の果実を取り込む道筋をつ ける。 • ⇒ 並列、分散、形式⼿手法 • オブジェクト技術は今も昔も⼤大⿊黒柱 • 要求仕様、システムアーキテクチャ、OOP • オブジェクト技術と関数型⾔言語の併⽤用が必須 • OOAD+OOP+FP • 当⾯面の現実解 • データフローをDSLで記述する応⽤用が期待⼤大。
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