यह पर्याप्त है कि जावा में, लॉगर को उस समय आरम्भिकृत किया जाता है जिस समय कक्षा को आरम्भ किया जाता है, तो वे पूरे प्रक्षेपण को लिट क्यों करते हैं? जॉन बचाव के लिए गुलाब!

यहाँ यह है कि यह कैसा दिख सकता है:

lazy private final static Logger LOGGER = Logger.getLogger("com.foo.Bar"); 

यह दस्तावेज़ अंतिम चर के व्यवहार का विस्तार करता है, जिससे आप आलसी निष्पादन को वैकल्पिक रूप से समर्थन कर सकते हैं - भाषा में और जेवीएम में दोनों। यह ग्रैन्युलैरिटी को बदलकर आलसी कंप्यूटिंग के मौजूदा तंत्र के व्यवहार में सुधार करने का प्रस्ताव है: अब यह कक्षा के लिए सटीक नहीं होगा, लेकिन एक विशिष्ट चर के लिए सटीक होगा।

प्रेरणा

जावा ने आलसी कंप्यूटिंग में गहराई से बनाया है। लगभग हर लिंक ऑपरेशन में आलसी कोड हो सकता है। उदाहरण के लिए, <clinit> विधि (क्लास इनिशियलाइज़र के <clinit> को निष्पादित करना या बूटस्ट्रैप विधि का उपयोग करना (किसी इनवॉकेन्डेमिक कॉल साइट या CONSTANT_Dynamic स्थिरांक के लिए)।

बूटस्ट्रैप विधियों का उपयोग करते हुए तंत्र की तुलना में वर्ग आरंभीकरण ग्रैन्युलैरिटी के मामले में कुछ अशिष्ट होते हैं, क्योंकि उनका अनुबंध कक्षा के लिए सभी इनिशियलाइज़ेशन कोड को चलाने के लिए होता है, न कि केवल क्लास के एक विशिष्ट क्षेत्र से संबंधित इनिशियलाइज़ेशन तक ही सीमित होता है। ऐसे क्रूड इनिशियलाइज़ेशन के प्रभावों का अनुमान लगाना मुश्किल है। एक वर्ग के एक स्थिर क्षेत्र का उपयोग करने के दुष्प्रभावों को अलग करना मुश्किल है, क्योंकि एक क्षेत्र की गणना इस वर्ग के सभी स्थिर क्षेत्रों की गणना करती है ।

यदि आप एक क्षेत्र को स्पर्श करते हैं, तो आप उन सभी को प्रभावित करेंगे। एओटी संकलक में, यह स्थिर क्षेत्र संदर्भों को अनुकूलित करने के लिए विशेष रूप से कठिन बनाता है, यहां तक ​​कि आसानी से पार्स किए गए स्थिर मूल्य वाले क्षेत्रों के लिए भी। एक बार कम से कम एक पुन: डिज़ाइन किए गए स्थिर फ़ील्ड को फ़ील्ड्स के बीच क्लॉट कर दिया जाता है, तो इस वर्ग के सभी फ़ील्ड का पूरी तरह से विश्लेषण करना असंभव हो जाता है। इसी तरह की समस्या जटिल इनिशियलाइज़र के साथ निरंतर क्षेत्रों के लिए स्थिरांक ( जेवैक ऑपरेशन के दौरान) को लागू करने के लिए पहले से प्रस्तावित तंत्र के साथ ही प्रकट होती है।

री-डिज़ाइन फ़ील्ड इनिशियलाइज़ेशन का एक उदाहरण, जो प्रत्येक फ़ाइल में प्रत्येक चरण में विभिन्न प्रोजेक्ट्स में होता है, लकड़हारा का इनिशियलाइज़ेशन है।

 private final static Logger LOGGER = Logger.getLogger("com.foo.Bar"); 

यह सहज दिखने वाला आरंभीकरण, हुड के नीचे एक बड़ी मात्रा में काम की शुरूआत करता है जिसे कक्षा के आरंभ के दौरान किया जाएगा - और फिर भी, यह बेहद संभावना नहीं है कि कक्षा शुरू होने के समय लकड़हारे की वास्तव में आवश्यकता होती है, या शायद इसकी आवश्यकता नहीं है। पहले वास्तविक उपयोग तक इसकी रचना को स्थगित करने की क्षमता प्रारंभिकीकरण को सरल बनाएगी, और कुछ मामलों में यह पूरी तरह से इस आरंभ से बचने में मदद करेगी।

अंतिम चर बहुत उपयोगी हैं, वे जावा एपीआई के मुख्य तंत्र हैं ताकि मूल्यों की स्थिरता का संकेत दिया जा सके। आलसी चरों ने भी अच्छा काम किया। जावा 7 से शुरू होकर, उन्होंने JDK के आंतरिक @Stable में तेजी से महत्वपूर्ण भूमिका निभाना शुरू किया, जिसे @Stable के साथ चिह्नित किया गया। JIT अंतिम और स्थिर दोनों चर को अनुकूलित कर सकती है - केवल कुछ चर की तुलना में बेहतर। आलसी अंतिम चर जोड़ने से यह उपयोगी उपयोग पैटर्न अधिक सामान्य हो जाएगा, जिससे अधिक स्थानों में उपयोग करना संभव हो जाएगा। अंत में, आलसी अंतिम चर का उपयोग करने से पुस्तकालयों जैसे कि JDK <clinit> कोड पर निर्भरता कम हो <clinit> , जो बदले में स्टार्टअप समय को कम करना चाहिए और AOT अनुकूलन की गुणवत्ता में सुधार करना चाहिए।

विवरण

फ़ील्ड को नए lazy संशोधक के साथ घोषित किया जा सकता है, जो कि एक प्रासंगिक कीवर्ड है जिसे विशेष रूप से एक संशोधक के रूप में माना जाता है। इस तरह के एक क्षेत्र को एक आलसी क्षेत्र कहा जाता है, और इसमें static और final संशोधक भी होना चाहिए।

एक आलसी क्षेत्र में एक इनिलाइज़र होना चाहिए। कंपाइलर और रनटाइम, वैसा ही शुरू करने के लिए सहमत होता है जब वैरिएबल का पहली बार उपयोग किया जाता है, न कि उस क्लास को इनिशियलाइज़ करने के लिए जब यह फ़ील्ड संबंधित है।

प्रत्येक lazy static final क्षेत्र एक स्थिर पूल तत्व के साथ संकलन समय पर जुड़ा होता है जो इसके मूल्य का प्रतिनिधित्व करता है। चूंकि स्थिर पूल के तत्वों की गणना खुद आलसी करते हैं, इसलिए यह इस तत्व से जुड़े प्रत्येक स्थिर आलसी अंतिम चर के लिए बस सही मान निर्दिष्ट करने के लिए पर्याप्त है। (आप एक से अधिक आलसी चर को एक तत्व से बांध सकते हैं, लेकिन यह शायद ही एक उपयोगी या सार्थक विशेषता है।) विशेषता का नाम LazyValue , और इसे एक निरंतर लिंग तत्व का उल्लेख करना होगा LazyValue कोडित किया जा सकता है, जो एक आलसी फ़ील्ड प्रकार के लिए परिवर्तनीय है। । केवल पहले से ही MethodHandle.invoke में उपयोग की जाने वाली MethodHandle.invoke ।

इस प्रकार, एक आलसी स्थिर क्षेत्र को इस क्षेत्र की घोषणा करने वाले वर्ग के भीतर एक निरंतर पूल तत्व के लिए एक नामित उपनाम के रूप में सोचा जा सकता है। कंपाइलर जैसे उपकरण किसी तरह इस क्षेत्र का उपयोग करने की कोशिश कर सकते हैं।

एक आलसी क्षेत्र कभी भी स्थिर चर (JLS 4.12.4 के अर्थ में) नहीं होता है और इसे स्पष्ट रूप से निरंतर अभिव्यक्तियों (JLS 15.28 के अर्थ में) में भाग लेने से बाहर रखा जाता है। इसलिए, यह ConstantValue विशेषता को कभी नहीं पकड़ता है, भले ही इसका इनिशलाइज़र एक स्थिर अभिव्यक्ति हो। इसके बजाय, आलसी क्षेत्र एक नए प्रकार के LazyValue विशेषता को LazyValue जिसे LazyValue कहा जाता है, जिसे JVM इस विशेष क्षेत्र से लिंक करते समय LazyValue करता है। इस नई विशेषता का प्रारूप पिछले एक के समान है, क्योंकि यह निरंतर पूल के एक तत्व को भी इंगित करता है, इस मामले में, वह जो फ़ील्ड मान में हल किया जाता है।

जब एक आलसी स्थिर क्षेत्र जुड़ा हुआ है, तो क्लास इनिशियलाइज़र को निष्पादित करने की सामान्य प्रक्रिया गायब नहीं होनी चाहिए। इसके बजाय, किसी भी घोषित वर्ग <clinit> विधि को जेवीएमएस 5.5 में परिभाषित नियमों के अनुसार प्रारंभ किया जाता है। दूसरे शब्दों में, एक आलसी स्थिर क्षेत्र के लिए getstatic किसी भी स्थिर क्षेत्र के लिए समान लिंकिंग करता है। आरंभीकरण के बाद (या वर्तमान थ्रेड के पहले से शुरू किए गए आरंभीकरण के दौरान), जेवीएम क्षेत्र से जुड़े निरंतर पूल तत्वों को हल करता है और इस क्षेत्र में स्थिर पूल से प्राप्त मूल्यों को संग्रहीत करता है।

चूंकि आलसी स्टैटिक फ़ाइनल खाली नहीं हो सकता है, उन्हें कोई मान नहीं सौंपा जा सकता है - यहाँ तक कि उन कुछ संदर्भों में भी जहाँ यह खाली फ़ाइनल चर के लिए काम करता है।

संकलन के दौरान, सभी आलसी स्थिर क्षेत्रों को गैर-आलसी स्थिर क्षेत्रों से स्वतंत्र रूप से आरंभ किया जाता है, चाहे स्रोत कोड में उनका स्थान हो। इसलिए, स्थैतिक क्षेत्रों के स्थान पर प्रतिबंध आलसी स्थिर क्षेत्रों पर लागू नहीं होते हैं। आलसी स्टेटिक फ़ील्ड इनिलाइज़र उसी श्रेणी के किसी भी स्थिर फ़ील्ड का उपयोग कर सकता है, भले ही वे जिस भी स्रोत में दिखाई दें, उसी क्रम में। किसी भी गैर-स्थैतिक क्षेत्र या क्लास इनिशियलाइज़र का आरंभक आलसी क्षेत्र तक पहुंच सकता है, चाहे वे एक-दूसरे के सापेक्ष स्रोत में किस क्रम के हों। आमतौर पर, ऐसा करना सबसे समझदारी भरा विचार नहीं है, क्योंकि आलसी मूल्यों का पूरा अर्थ खो जाता है, लेकिन इसे संभवतः किसी भी तरह से सशर्त अभिव्यक्तियों में या नियंत्रण प्रवाह पर इस्तेमाल किया जा सकता है। इसलिए, आलसी स्थिर क्षेत्रों को किसी अन्य वर्ग के क्षेत्रों की तरह अधिक व्यवहार किया जा सकता है - इस अर्थ में कि उन्हें कक्षा के किसी भी भाग से किसी भी क्रम में संदर्भित किया जा सकता है जिसमें वे घोषित किए जाते हैं।

Java.lang.reflect.Field में दो नए एपीआई तरीकों का उपयोग करके प्रतिबिंब क्षेत्रों का उपयोग करके आलसी क्षेत्रों का पता लगाया जा सकता है। नई। isLazy पद्धति true हो जाती true यदि और केवल यदि क्षेत्र में एक lazy संशोधक है। यदि कोई क्षेत्र केवल आलसी है और अभी भी आरंभिक समय पर आरंभ नहीं किया गया है तो नया isAssigned विधि false । (यह दौड़ में मौजूद उपस्थिति के आधार पर एक ही धागे में अगले कॉल पर सच वापस लौट सकता है)। यह पता लगाने का कोई तरीका नहीं है कि क्या किसी क्षेत्र को इनिशियलाइज़ किया गया है, का उपयोग करने के अलावा अन्य।

( isAssigned कॉल isAssigned परिपत्र निर्भरता को हल करने से संबंधित दुर्लभ समस्याओं के साथ मदद करने के लिए आवश्यक है। शायद हम इस पद्धति को लागू करने से कर सकते हैं। हालांकि, जो लोग आलसी चर के साथ कोड लिखते हैं वे कभी-कभी ध्यान से जानना चाहते हैं। मान इस तरह के वैरिएबल पर सेट है या नहीं, अभी भी उसी तरह से जैसे म्यूटेक्स उपयोगकर्ता कभी-कभी म्यूटेक्स से यह पता लगाना चाहते हैं कि यह लॉक है या नहीं, लेकिन वे वास्तव में लॉक नहीं होना चाहते हैं)

आलसी अंतिम क्षेत्रों पर एक असामान्य सीमा है: उन्हें कभी भी अपने डिफ़ॉल्ट मूल्यों के साथ आरंभ नहीं किया जाना चाहिए। यही है, आलसी संदर्भ क्षेत्र को null करने के लिए आरंभीकृत नहीं किया जाना चाहिए, और संख्यात्मक प्रकारों में शून्य मान नहीं होना चाहिए। एक आलसी बूलियन मूल्य को केवल एक मूल्य के साथ आरम्भ किया जा सकता है - true , क्योंकि false इसका डिफ़ॉल्ट मूल्य है। यदि किसी आलसी स्थिर क्षेत्र का प्रारंभकर्ता अपना डिफ़ॉल्ट मान लौटाता है, तो इस फ़ील्ड का लिंकिंग संबंधित त्रुटि के साथ विफल हो जाएगा।

उसके लिए यह प्रतिबंध लगाया गया है। JVM कार्यान्वयन को डिफ़ॉल्ट मानों को आंतरिक वॉचडॉग मान के रूप में आरक्षित करने की अनुमति देने के लिए जो एक असमान क्षेत्र की स्थिति को चिह्नित करता है। डिफ़ॉल्ट मान पहले से ही किसी भी क्षेत्र के प्रारंभिक मूल्य में सेट किया गया है, तैयारी के समय निर्धारित किया गया है (यह जेएलएस 5.4.2 में वर्णित है)। तो यह मान किसी भी क्षेत्र के जीवन चक्र की शुरुआत में स्वाभाविक रूप से मौजूद है, और इसलिए इस क्षेत्र की स्थिति पर नज़र रखने वाले प्रहरी मूल्य के रूप में उपयोग के लिए एक तार्किक विकल्प है। इन नियमों का उपयोग करके, आप कभी भी आलसी स्थिर क्षेत्र से मूल डिफ़ॉल्ट मान प्राप्त नहीं कर सकते हैं। इसके लिए, JVM, उदाहरण के लिए, एक आलसी क्षेत्र को संबंधित स्थिर पूल तत्व की अपरिवर्तनीय कड़ी के रूप में लागू कर सकता है।

कुछ सुविधाजनक प्रकार के बक्से या कंटेनरों में मूल्यों (जो संभवतः डिफ़ॉल्ट मानों के बराबर हैं) को लपेटकर डिफ़ॉल्ट मानों पर प्रतिबंधों को दरकिनार किया जा सकता है। एक शून्य संख्या को एक गैर-शून्य इंटेगर संदर्भ में लपेटा जा सकता है। गैर-आदिम प्रकारों को वैकल्पिक में लपेटा जा सकता है, जो शून्य होने पर खाली हो जाता है।

सुविधाओं को लागू करने के तरीकों में स्वतंत्रता बनाए रखने के लिए, isAssigned विधि की आवश्यकताओं isAssigned विशेष रूप से कम करके आंका गया है। यदि JVM यह साबित कर सकता है कि एक आलसी स्थिर वैरिएबल को बिना देखे जाने योग्य बाहरी प्रभावों के साथ आरंभ किया जा सकता है, तो यह इस आरंभीकरण को कभी भी कर सकता है। इस मामले में, isAssigned true वापस आ जाएगा, भले ही getfield को कभी नहीं बुलाया गया हो। isAssigned पर लगाया गया एकमात्र आवश्यकता यह है कि यदि यह false , तो वर्तमान थ्रेड में वैरिएबल इनिशियलाइज़ेशन के किसी भी दुष्प्रभाव को नहीं देखा जाना चाहिए। और अगर वह true , तो भविष्य में वर्तमान धागा प्रारंभिककरण के दुष्प्रभावों का निरीक्षण कर सकता है। ऐसा अनुबंध कंपाइलर को अपने स्वयं के क्षेत्रों के लिए getstatic के साथ getstatic को बदलने की अनुमति देता है, जो जेवीएम को अंतिम चर के उन विस्तृत राज्यों की निगरानी नहीं करने देता है जिनके पास निरंतर पूल में आम या पतित तत्व हैं।

कई धागे एक आलसी अंतिम क्षेत्र को आरंभ करने के लिए एक दौड़ राज्य में प्रवेश कर सकते हैं। जैसा कि पहले से ही CONSTANT_Dynamic साथ होता है, JVM इस दौड़ का एक मनमाना विजेता चुनता है और इस विजेता को दौड़ में भाग लेने वाले सभी थ्रेड्स का मूल्य प्रदान करता है, और एक मूल्य प्राप्त करने के सभी बाद के प्रयासों के लिए इसे लिखता है। दौड़ के आसपास जाने के लिए, विशिष्ट JVM कार्यान्वयन CAS संचालन का उपयोग करने का प्रयास कर सकते हैं, यदि प्लेटफ़ॉर्म उनका समर्थन करता है, तो दौड़ का विजेता पिछला डिफ़ॉल्ट मान देखेगा, और हारने वाले दौड़ को जीतने वाले गैर-डिफ़ॉल्ट मान देखेंगे।

इस प्रकार, अंतिम चर के एकल असाइनमेंट के लिए मौजूदा नियम काम करना जारी रखते हैं और अब आलसी कंप्यूटिंग की सभी कठिनाइयों को पकड़ते हैं।

अंतिम फ़ील्ड का उपयोग करके सुरक्षित प्रकाशन पर एक ही तर्क लागू होता है - यह आलसी और गैर-आलसी दोनों क्षेत्रों के लिए समान है।

ध्यान दें कि एक वर्ग एक स्थिर क्षेत्र को द्विआधारी संगतता को तोड़ने के बिना एक आलसी स्थिर क्षेत्र में परिवर्तित कर सकता है। दोनों मामलों में getstatic क्लाइंट स्टेटमेंट समान है। जब एक चर घोषणा आलसी में getstatic , तो getstatic एक अलग तरीके getstatic जोड़ा जाता है।

वैकल्पिक समाधान

आप नेस्टेड कक्षाओं का उपयोग आलसी चरों के लिए कंटेनरों के रूप में कर सकते हैं।

आप आलसी मूल्यों या (आमतौर पर) किसी भी नीरस डेटा के प्रबंधन के लिए एक पुस्तकालय एपीआई की तरह कुछ परिभाषित कर सकते हैं।

रिफ्लेक्टर क्या वे आलसी स्थिर वैरिएबल बनाने जा रहे थे ताकि वे अशक्त स्थिर तरीकों में बदल जाएं और उनके शरीर को किसी तरह से ldc CONSTANT_Dynamic स्थिरांक का उपयोग करके प्रकाशित किया गया था।

(नोट: उपर्युक्त <clinit> अपने <clinit> से मौजूदा स्थैतिक स्थिरांक को विकसित करने के लिए एक द्विआधारी संगत तरीका प्रदान नहीं करते हैं)

यदि हम अधिक कार्यक्षमता प्रदान करने के बारे में बात करते हैं, तो आप स्थैतिक और गैर-स्थिर क्षेत्रों के व्यवहार के बीच मौजूदा पत्राचार और उपमाओं को बनाए रखते हुए आलसी क्षेत्रों को गैर-स्थिर या गैर-अंतिम होने की अनुमति दे सकते हैं। एक स्थिर पूल गैर-स्थिर क्षेत्रों के लिए भंडार नहीं हो सकता है, लेकिन यह अभी भी बूटस्ट्रैप विधियों (वर्तमान उदाहरण के आधार पर) को पकड़ सकता है। जमे हुए सरणियों (यदि लागू हो) को एक आलसी विकल्प मिल सकता है। इस तरह के अध्ययन इस दस्तावेज़ के आधार पर निर्मित भविष्य की परियोजनाओं के लिए एक अच्छा आधार हैं। और वैसे, ऐसे अवसर डिफ़ॉल्ट मूल्यों को और भी अधिक सार्थक बनाने के लिए हमारे निर्णय को रोकते हैं।

आलसी चर को अपने स्वयं के प्रारंभिक अभिव्यक्तियों का उपयोग करके आरंभ किया जाना चाहिए। कभी-कभी यह एक बहुत अप्रिय सीमा की तरह लगता है जो हमें खाली अंतिम चर के आविष्कार के समय तक वापस ले जाता है। याद रखें कि इन खाली अंतिम चर को कोड के मनमाने ढंग से ब्लॉक के साथ आरंभ किया जा सकता है, जिसमें ट्राइ-एंड लॉजिक भी शामिल है, और इन्हें एक साथ नहीं बल्कि समूहों में आरंभीकृत किया जा सकता है। भविष्य में, आलसी अंतिम चर के लिए समान संभावनाओं को लागू करने का प्रयास करना संभव होगा। शायद एक या एक से अधिक आलसी चर एक प्रारंभिक कोड के निजी ब्लॉक के साथ जुड़े हो सकते हैं, जिसका कार्य प्रत्येक वैरिएबल को एक बार असाइन करना है, जैसा कि क्लास इनिशियलाइज़र या ऑब्जेक्ट कंस्ट्रक्टर के साथ होता है। इस तरह की सुविधा की वास्तुकला डिकंस्ट्रक्टर्स की उपस्थिति के बाद अधिक स्पष्ट हो सकती है, क्योंकि कार्यों को वे कुछ अर्थों में प्रतिच्छेद को हल करते हैं।

विज्ञापन का मिनट। जोकर 2018 सम्मेलन बहुत जल्द आयोजित किया जाएगा, जहां जावा और जेवीएम में कई प्रमुख विशेषज्ञ होंगे। आधिकारिक वेबसाइट पर वक्ताओं और रिपोर्टों की पूरी सूची देखें।

लेखक

जॉन रोज ओरेकल में एक जेवीएम इंजीनियर और वास्तुकार है। लीड इंजीनियर दा विंची मशीन प्रोजेक्ट (OpenJDK का हिस्सा)। लीड इंजीनियर जेएसआर 292 (जावा प्लेटफॉर्म पर डायनामिक रूप से टाइप की गई भाषा का समर्थन), डायनामिक कॉल और संबंधित विषयों जैसे कि टाइपिंग प्रोफाइलिंग और एडवांस्ड कंपाइलर ऑप्टिमाइज़ेशन में माहिर हैं। पहले, उन्होंने आंतरिक कक्षाओं पर काम किया, SPARC, असुरक्षित एपीआई पर प्रारंभिक हॉटस्पॉट पोर्ट बनाया, और कई गतिशील, समानांतर और हाइब्रिड भाषाओं को भी विकसित किया, जिसमें कॉमन लिस्प, स्कीम ("esh"), C ++ के लिए डायनेमिक बाइंडर्स शामिल थे।

अनुवादक

ओलेग चिरुखिन - इस पाठ को लिखने के समय वह कंपनी JUG.ru समूह में एक सामुदायिक प्रबंधक के रूप में काम कर रहे हैं, वे जावा प्लेटफॉर्म के लोकप्रियकरण में लगे हुए हैं। जेआरजी में शामिल होने से पहले, उन्होंने बैंकिंग और सरकारी सूचना प्रणाली, स्व-लिखित प्रोग्रामिंग भाषाओं का एक पारिस्थितिकी तंत्र और ऑनलाइन गेम के विकास में भाग लिया। वर्तमान अनुसंधान हितों में आभासी मशीन, संकलक और प्रोग्रामिंग भाषाएं शामिल हैं।