JavaOne 2014 SF Sessions Note¶

• 目次
• JavaOne 2014 SF Sessions Note
  • Streams APIとParallel
    • 並列
      • 逐次 v.s. 並列
      • 並列数
  • 性能
    • JMHによる性能計測
    • JavaVMと性能
      • IntelプロセッサとJavaVMの性能
    • レイテンシー削減
      • CON1873 Toward Low-Latency Java Application
      • CON1833 Turn Your XML into Binary: Make It Smaller and Faster
    • 性能を考慮したプログラミング
      • CON2139 Performance and Predictability
    • Java Flight Recorder
      • CON10912 Using Oracle Java Flight Recorder
      • CON2262 Be in control of your JavaFX mission
  • プログラミング
    • アノテーション
      • 型アノテーションを使ってコード品質を高める
      • アノテーションプロセッサー
    • ラムダ式
      • CON3248
      • TUT3472
  • Java仕様
    • Java SE仕様
      • 標準APIの数の変遷
    • リアルタイム仕様
      • JSR 282 新しいリアルタイムJava仕様
  • ユーザーインタフェース
    • 入力操作
      • マウスに替わる入力デバイス
      • アイトラッキング（視線追跡）
    • データ可視化
      • 3D可視化事例
      • データ可視化ライブラリ情報
    • JavaFX
      • ControlsFX
      • Enterprise JavaFX（いろいろなフレームワーク）
  • 事例
    • • NATO セキュリティシステムから学んだこと

JavaOne 2014の各セッション（聴講していないものを含む）の資料を見てメモを作成。

Streams APIとParallel¶

並列¶

逐次 v.s. 並列¶

CON3372 セッションスライドp.35より、いつ並列化すべきか？

• 並列化は開始時にオーバーヘッドが発生（おおよそ100μ秒）するので、これより計算時間が短いなら逐次でよい
• N × Q >= 10,000なら並列化を考慮する
  • Nは要素数
  • Qは各要素の処理コスト、整数加算を1とする
    • 例）3次元空間（デカルト座標系）の距離計算は7、この距離計算から平方根計算を除いたら3.3
• 要素毎の処理が独立で、入力データが効率よく分割可能である

並列数¶

TUT3472 セッションスライドp.198より、コア数の指定

System.setProperty("java.util.concurrent.ForkJoinPool.common.parallelism", 2);

性能¶

JMHによる性能計測¶

言及しているセッション

• CON3372（p.36）

JavaVMと性能¶

IntelプロセッサとJavaVMの性能¶

BOF3002 より

• AVX/AVX2を使ったJVM/JIT最適化（SIMD演算を使った最適化）
  • System.arraycopy, Arrays.fill, Arrays.equals, String.compareTo, String.equals, String.indexof
  • ISO 8859符号化（例：AVX2なら32文字同時処理）
• TSX（トランザクショナルメモリ）を使った最適化
  • synchronizedメソッド、synchronized文に適用、-XX:+UseRTMLockingで有効化
• java.util.zipのCRC32チェックサム生成
• AES-NI命令による暗号化最適化

JVMバージョンと最適化機能

• JDK 8 G/A: AES-IN, AVX/AVX2, CRC32
• JDK 8u20: TSX, Bit Manipulation
• JDK 8u40: Atom, BigIntegerの乗算, PKCS11
• JDK 9以降: AVX-512, 数学ライブラリ、TSXプリミティブ、暗号化最適化の改善

レイテンシー削減¶

CON1873 Toward Low-Latency Java Application¶

メモリ上で各種データをバイナリ形式で保持しメモリフットプリント削減、シリアライズ時間短縮。SDOというツール（ライブラリ？）

CON1833 Turn Your XML into Binary: Make It Smaller and Faster¶

性能を考慮したプログラミング¶

CON2139 Performance and Predictability¶

• CPUの仕事は4つ：フェッチ、デコード、実行、書き戻し、これらはパイプライン・スーパースケーラ化
  • コードの分岐（if文などによる）はストールを起こし、性能劣化させる
• メモリアクセスはキャッシュを活かす
  • 配列はリニア（順次）にアクセス、飛び飛びにはアクセスしない。
  • 多次元配列はJavaでは配列の配列
  • プリミティブ・コレクション（GNU Trove、GS-Coll、FastUtil、HPPC）、リンクリストより配列、・・・
    • Javaのヒープレイアウトは弱点（散らばる）

Java Flight Recorder¶

CON10912 Using Oracle Java Flight Recorder¶

CON2262 Be in control of your JavaFX mission¶

プログラミング¶

アノテーション¶

型アノテーションを使ってコード品質を高める¶

BOF4499

• nullでない参照: @NonNull Data mydata;
• インターン済み文字列: @Interned String query;
• nullでない英語文字列のリスト: @NonNull List<@English String> msga;
• 英語文字列の空でない読み込み専用配列: @English String @ReadOnly [] @NonEmpty [] a;

Checker Framework

• @NonNull指定の引数にnullを渡すと警告
• @Nullable指定の引数をnullチェックせずに使用すると警告

アノテーションプロセッサー¶

CON2013

アノテーションプロセッサの解説、実行方法、ソースコードの生成、バイトコード操作（Lombokを例に）

ラムダ式¶

CON3248¶

• ラムダ式と内部クラスの違い

TUT3472¶

• ラムダ導入

Java仕様¶

Java SE仕様¶

標準APIの数の変遷¶

CON6377

Java SEのバージョンと標準API数

バージョン	リリース日	API数
1.0	1996-01-23	2215
1.1	1997-02-19	5859
1.2	1998-12-08	22595
1.3	2000-05-08	25967
1.4	2002-02-06	34510
5	2004-09-30	40289
6	2006-12-11	45263
7	2011-07-28	48215
8	2014-03-18	51980

リアルタイム仕様¶

JSR 282 新しいリアルタイムJava仕様¶

BOF4957

• 現行リアルタイムJava仕様の改訂
  • リアルタイムなGC
  • 速いCPU
  • Java 1.4ベースから1.8ベースへ
  • Android
  • 多様なリアルタイム性への対応
  • I/OアクセスにJNIを不要に
• RawMemory、アクセス型毎のインタフェース RawInt, RawShort, RawByte, RawFloat, ...
• メモリマップI/O、I/OマップI/O、DMA
• イベント関連の再設計
• ユーザー定義Clock
• Affinity
• ScopedMemoryに新たな種類（PinnedMemory、StackedMemory）

ユーザーインタフェース¶

入力操作¶

マウスに替わる入力デバイス¶

CON1726

Leap Motion 他

アイトラッキング（視線追跡）¶

CON1753

データ可視化¶

3D可視化事例¶

CON1993

• ニューラルネットワークの可視化
  • NetBeans Platform上でニューラルネットワークの作成・解析を行うツール「Neuroph Studio」開発
  • ニューラルネットワークを扱う基盤ライブラリneuroph
    http://neuroph.sourceforge.net/
• NASAミッションの可視化
  • JavaFX 3Dパッケージだけでは不足（3次元軌道などの可視化）
  • F(X)yzを使用
• ルービックキューブ
• LEAP MOTION V2
• 建築モデル

CON1994

• NASAミッション可視化の事例詳細

データ可視化ライブラリ情報¶

• JFreeChart
  2D Line, Histgram, Scatter
• Jzy3d
  3D Histgram, 3D Surface, 3D Scatter
• JMonkeyEngine
  3D Real Time histgram, Histgram, 3D Real Time Scatter
• Java FX FXyz
  3D Histgram, 3D Scatter, Billboards, Skybox, Polyline3D, Camera Control

JavaFX¶

ControlsFX¶

CON2079

• ControlsFX利用者
  • NASA Magnetospheric Multiscale Mission Support Software
  • PIP: オープンソース医療画像解析ツール
  • Alt.Text
  • ESPLab
• 機能
  • ダイアログ → JavaFX 8u40に取り込まれる予定（APIには手が入る模様）
  • ウィザード
  • プロパティシート（JavaBeans対応）、エディタ付き、単純なフォームにも使える
  • Action API
  • Decoration/Validation API
  • Gryph Font API
  • Notification API（通知用領域、通知用ウィンドウ）
  • Spreadsheet View
  • CheckComboBox, CheckListView, CheckTreeView
  • PopOver
  • TextField API　自動補完、消去、Decorated
  • Range Slider　最小・最大の2つのドラッグポイントがある
  • その他のコントロール（Border API, BreadCrumbBar, GridView, HiddenSidesPane, HyperlinkLabel, InfoOverlay, MasterDetailPane, PlusMinusSlider, Rating, SegmentedButton, SnapshotView）

Enterprise JavaFX（いろいろなフレームワーク）¶

CON2341

クライアント／サーバーでのJavaFXの課題と解決

• バックグラウンドでのデータ取得と表示更新での例外（エラー処理）はスパゲッティコード
  • DataFX 8のProcessChain、リアクティブ・プログラミング
  • Netflix Hystrixのタイムアウト処理
• クライアント側の構造
  • MVVMアーキテクチャとそれを実現するフレームワーク
    • Ankor.io
    • MVVMFX
  • PMVC
    • OpenDolphin
  • PresentationModel
• 複数のクライアント
  • DataFX
  • Afterburner.fx
  • JacpFX
  • これらは、JavaFXのアプリケーションフレームワーク、Java EE（REST, WebSockets, RemoteEJB対応）、MVC、ワークフロー、CDIなどを持つ
• 業務向けのコントロール
  • ControlsFX
  • FlexGanttFX
• その他
  • OAUTH
  • GUIGarage

事例¶

NATO セキュリティシステムから学んだこと¶

CON6735

NATOのCIS（Communication and Information Systems）は、

• セキュリティ
  • ライフサイクル全体に渡ってセキュリティの確保
  • 情報保証の基本原則（秘匿性、保全性、可用性、利用者／情報の真正性、サービス／データの説明可能性）
  • 早い段階でセキュリティ要求を定義すればコストが低減できる
  • セキュアな開発とコードレビュー：「The CERT Oracle Secure Coding Standard for Java」
    https://www.securecoding.cert.org/confluence/display/java/The+CERT+Oracle+Coding+Standard+for+Java
• オープンソースソフトウェアの使用
  • 信頼されたオープンソースソフトウェアサイトからのみダウンロード
  • ソースの検疫（一定期間）
  • ソースからビルドして使用（ビルド済みバイナリを信用しない、JREですら）
• テスト
  • 多段階テスト（ユニット・コンポーネント、統合、システム、受け入れ）
  • テスト種類（機能:black-box、非機能:Load/Volume/Stress, 移植性, 使用性）
  • ベータテストと初期ユーザーからのフィードバック
    • 内部テストでは運用経験を持つ有資格テスター、オンサイトテストは運用者自身
  • テスターが準備したテストデータ（同値分類、境界解析、状態遷移などの技術を用いて）
  • 運用データ（レコーディング、生データ）
• データ融合（データベースレベル、リアルタイム）
• リスク低減
  • プロジェクトリスク、セキュリティリスク、運用リスク
• 安全性
  • 欠陥検出にはassertionの使用
  • 誤り検出とコード修正（誤りのログと通知）
  • システム能力低下の可視化（遅延、CPU負荷、など）
  • ソフトエアモジュールサイズと複雑さの制御（コーディング標準、CheckStyle）
  • 情報隠蔽/カプセル化（NetBeans Modules API）
  • 動的再構成（再起動せずに設定の変更反映）
  • 信頼・検証されたソフトウェア要素（DO-330、他）
  • 完全なトレーサビリティ（仕様-設計-コード-テスト手順-テスト結果、例:SCRUMのストーリーとコードの対照）
  • 静的コード解析（コーディング標準、CheckStyle、PMD、FindBugs）