Head toward Java 16 (Night Seminar Edition)
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Head toward Java 16 (Night Seminar Edition)
- 1. HeadtowardJava16(NightSeminarEdition) KUBOTAYuji SBISecuritySolutions JJUGNightSeminar(2021/Mar/16)
- 6. Glossary(2/2) Incubator(JEP11) JavaAPIの試験⽤モジュール( jdk.incubator )。標準化に向けてフィードバックを得て変更 しやすいように特別なモジュールにしている 有効にするには --add-modules jdk.incubator.xxx の指定が必要 Preview(JEP12) Java⾔語やJVMの試験機能。有効にするには --enable-preview の指定が必要。コンパイ ル時には --resource か -source の指定も必要 Standard 上記のテストフェーズを通じて標準機能に昇格した機能。通例は2回(例:Preview->Second Preview->Standard)で昇格しているが、Foreign-MemoryAccessAPIのように3回⽬を迎え るのもある
- 13. 380:Unix-DomainSocketChannels(1/4) ⽬的:単⼀マシン上でのプロセス間通信に使⽤されるUnixDomainSocket( AF_UNIX )を標準 APIでサポート 背景:プロセス間通信はTCP/IP(ループバック接続)よりも効率的でセキュアな通信が⾏え、近 年Windowsでサポートされ始めた。これにより主要プラットフォームでサポートされたので 標準APIに⼊った。同⼀システム上のコンテナ間通信でも、共有ボリュームを利⽤することで Unix-DomainSocket利⽤が実現できる 効率的:Unix-DomainSocketはファイルシステムのパス名( C:¥hoge , /hoge )を指定して通 信する。つまり、ループバックTCP/IPソケットではない＝TCP/IPスタックを通らないので LatencyやCPU使⽤率が改善できる セキュア:➀ローカルアクセスは必要だがリモートネットワークアクセスが不要なのでリモー トアクセスを遮断できる➁プラットフォーム(Unix,Windows)のファイルシステムのアクセス 制御を適⽤できる
- 14. 380:Unix-DomainSocketChannels(2/4) 制約:➀UnixではサポートされているがWindowsでサポートされていない機能はこのJEPで対 応することはゴールとして設定されていない。今後JDKごとの固有オプションとして対応さ れる可能性がある。例えばPeercredentialsはUnix固有だが、ソケットオプション SO_PEERCRED がすでに対応されている。➁レガシーAPI( java.net.Socket , java.net.ServerSocket )のサポートは⾏われていない。これはTCP/IP ( java.net.InetAddress )を前提に実装されているため
- 15. 380:Unix-DomainSocketChannels(3/4) import java.net.UnixDomainSocketAddress; import java.nio.ByteBuffer; import java.nio.channels.ServerSocketChannel; import java.nio.file.Files; import java.nio.file.Path; import static java.net.StandardProtocolFamily.UNIX; public class Server { private static final Path SOCKETE_FILEPATH = Path.of("./", "testsocket"); public static void main(String... args) throws Exception { var address = UnixDomainSocketAddress.of(SOCKETE_FILEPATH); try (var serverChannel = ServerSocketChannel.open(UNIX)) { // INETかUNIXかを指定 serverChannel.bind(address); try (var clientChannel = serverChannel.accept()) { ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocate(64); clientChannel.read(buf); buf.flip(); System.out.printf("Read %d bytesn", buf.remaining()); } } finally { Files.deleteIfExists(address.getPath()); // ソケットと独⽴してファイルが存在するので確実に消す } } }
- 16. 380:Unix-DomainSocketChannels(4/4) import java.net.UnixDomainSocketAddress; import java.nio.ByteBuffer; import java.nio.channels.SocketChannel; import java.nio.file.Path; public class Client { private static final Path SOCKETE_FILEPATH = Path.of("./", "testsocket"); public static void main(String... args) throws Exception { var address = UnixDomainSocketAddress.of(SOCKETE_FILEPATH); try (var clientChannel = SocketChannel.open(address)) { ByteBuffer buf = ByteBuffer.wrap((args.length != 0 ? args[0] : "Hello world").getBytes()); clientChannel.write(buf); } } } ref:https://inside.java/2021/02/03/jep380-unix-domain-sockets-channels/
- 17. 389:ForeignLinkerAPI(Incubator)(1/2) ⽬的:ProjectPanama。ネイティブ実装をもっと楽に呼び出したい 背景:JNIめんどい .Nativeを呼び出すJava実装を書く private static native int getpid() .headerファイルを作る javac -h . XXX.java .JNIAPIを使ってC実装を書く JNIEXPORT jint JNICALL Java_XXX_getpid(JNIEnv *env, jclass clas){...} .コンパイル cc -shared -o libmain.dylib -I $JAVA_HOME/include -I XXX.c .Java実装に動的ライブラリを読み込むコードを書く System.loadLibrary("XXX");
- 18. 389:ForeignLinkerAPI(Incubator)(2/2) import java.lang.invoke.*; import jdk.incubator.foreign.*; class PanamaMain { public static void main(String[] args) throws Throwable { // System Linker取得、ネイティブシンボルのルックアップ var linker = CLinker.getInstance(); var lookup = LibraryLookup.ofDefault(); // C宣⾔のメソッドハンドル作成、関数記述⼦算出 var getpid = linker.downcallHandle( lookup.lookup("getpid").get(), MethodType.methodType(int.class), FunctionDescriptor.of(CLinker.C_INT)); // 実⾏ System.out.println((int)getpid.invokeExact()); } } $ java -Dforeign.restricted=permit --add-modules jdk.incubator.foreign PanamaMain.java ref.https://inside.java/2020/10/06/jextract/ より楽に:Cheaderファイルから上記相当の処理を⾏うJavaクラスをjextractで作成できる(サンプル集)
- 19. 390:WarningsforValue-BasedClasses(1/4) ⽬的:Value-BasedClassesの利⽤⽅法を制限する 背景: ProjectValhallaはprimitiveclassを活⽤してインライン表現が可能なようにプログラミングモデルを強化する JDK8からある"Value-BasedClasses(以降、値クラス)"もこの対象にしたい i.不変(可変オブジェクトへの参照は可) ii.インスタンス状態からのみ計算される equals , hashCode , toString 実装を持つ iii.インスタンスIDに依存した操作を使⽤しない( synchronized , == , hashCode ) iv. equals() のみに基づいて同等とみなす( == を利⽤した参照に基づく等価判定を⾏わない) v.公開されたコンストラクタを持たない(⼀意性に寄与しないファクトリメソッドで作成される) vi.同等な時は⾃由に置き換え可。インスタンスxとyが⽰す「値」が同じ時は⼊れ替えても変化なし 対象にするには以下のリスクが考えられる i. != の結果に依存しているコードが破壊される ii.コンストラクタ経由で Integer のようなpritimivewrapperclassのインスタンスを作っている場合は LinkageErrors が発⽣する iii.これらのクラスのインスタンスを同期処理( synchronized )させようとした場合例外が発⽣する というわけで警告を出して利⽤⽅法を制約しておきたい←本旨
- 20. 390:WarningsforValue-BasedClasses(2/4) i.については、値クラスはFactoryメソッドで⼀意性の保証はしておらず、仕様を無視した前 提のコードは⾃動的に検出も難しいのでスコープ外とする ii.については、Java9で既に⾮推奨化されておりコンストラクタが呼ばれていればデフォル トでコンパイル時( javac )に警告が出される iii.については、値クラスを対象に synchronized ⽂を利⽤していた場合はコンパイル時に警 告が出るようになった また、実⾏時にも値クラスのインスタンス上での monitorenter が検出された場合、 - XX:DiagnoseSyncOnValueBasedClasses に 1 を設定していた場合はfatalエラーとして扱 い、 2 を設定した場合は警告がコンソールおよびJFRのイベント経由でロギングされるよう になった(注: UnlockDiagnosticVMOptions の設定も必要)
- 21. 390:WarningsforValue-BasedClasses(3/4) $ ./jdk-16.jdk/bin/javac ValueBased.java ValueBased.java:5: 警告:[synchronization] 値ベース・クラスのインスタンスで同期しようとしました synchronized (valueBased)) { ^ 警告1個 $ ./jdk-16.jdk/bin/java -XX:+UnlockDiagnosticVMOptions -XX:DiagnoseSyncOnValueBasedClasses=1 ValueBased # # A fatal error has been detected by the Java Runtime Environment: # # Internal Error (synchronizer.cpp:416), pid=71724, tid=11267 # fatal error: Synchronizing on object 0x00000007bfe78198 of klass java.lang.Long at ValueBased.main(ValueBased.java:5) :(snip) $ ./jdk-16.jdk/bin/java -XX:+UnlockDiagnosticVMOptions -XX:DiagnoseSyncOnValueBasedClasses=2 ValueBased [0.101s][info][valuebasedclasses] Synchronizing on object 0x00000007bfe78198 of klass java.lang.Long [0.101s][info][valuebasedclasses] at ValueBased.main(ValueBased.java:5) [0.101s][info][valuebasedclasses] - locked <0x00000007bfe78198> (a java.lang.Long) :(snip)
- 22. 390:WarningsforValue-BasedClasses(4/4) 実現するために、対象クラスに @jdk.internal.ValueBased アノテーション追加 java.lang.{Integer,Long,Short,...} (primitivewrapperclass) java.lang.Runtime.Version java.util.{Optional,OptionalInt,OptionalLong,OptionalDouble} java.time.{Instant,LocalDate,LocalTime,...} , java.time.chrono.MinguoDate,HijrahDate,... java.lang.ProcessHandle (+実装クラス) java.util のcollectionファクトリー実装クラス java.util.List.{of,copyOf} java.util.Map.{of,copyOf,ofEntries,entry}
- 23. 396:StronglyEncapsulateJDKInternalsbyDefault ⽬的: sun.misc.Unsafe を含む重要なAPIを除くJDK内部実装へのアクセスを原則不可 背景:JDK9で実施されたモジュール化に伴い、外部利⽤を意図していない内部実装へのアク セスを不可にしてメンテナンスコストを下げたい。しかし、代替不可能かつ依存しているラ イブラリが多い sun.misc.Unsafe のような内部実装もあり、⼀律して全てを不可にするこ とは難しいという状態が続いている JEP261から導⼊された --illegal-access のデフォルト値が permit (最初のリフレクティ ブアクセス時に警告がでるが原則許可)から deny ( --add-opens オプションなどを⽤いて明 ⽰的に許可してない限りアクセス不可)へ変更。 jdeps コマンドを使って依存モジュールを確 認して適切にアクセス設定を⾏いましょう
- 30. 392:PackagingTool ⽬的:JDK14で⼊った jpackage (JEP343)が標準機能化 背景:各プラットフォーム間で共通のインストーラー⽣成ツールがなかったので作られた。こ れからは jlink でカスタムランタイムイメージを作り、 jpackage でインストーラーを作 ってユーザに提供する流れが⼀般的に(なるかもしれない) JDK14からの変更点は --bind-services オプションが --jlink-options に変わっただけ
- 31. Basicusage $ jpackage --name sample --input <directory_includes_jar> --main-jar sample.jar --main-class Sample $ ls sample-* sample-1.0.dmg Withcustomruntimeimage: # Show ependent modules $ jdeps -summary Sample.class Sample.class -> java.base Sample.class -> java.desktop # Create runtime image that consists only of dependent modules $ jlink --add-modules java.base,java.desktop --output image # Create installer with custom runtime image $ jpackage --name sample --input <directory_includes_jar> --main-jar sample.jar --main-class Sample --runtime-image image