ClojureとClojurescript

Transcript

• 1. Makoto Hashimoto
• 2. • Rich Hickeyが開発したLisp方言、Java VM上で動く関数型 言語である • Richは大学で作曲専攻、音楽系のソフトウェアを開発して いる。Lisp->C++にポーティングする際に苦労し、オブ ジェクト指向に嫌気がさしてClojure開発に着手した • Richが２年半かけて開発、２００８年６月に初期バージョ ンを発表、現在の最新バージョンは1.7-alpha-5 • Simple made easy
• 3. • Lisp言語であること➩処理とデータが同じ表現で あり、マクロにより新たなシンタックスが定義で きること（Lispであることが最大の特徴であり最 大の欠点） • インタープリタ言語であること➩手軽である • 関数型言語であり、第一級関数が利用できること ➩抽象度の高い記述、関数の引数として関数が利 用でき、短い効率的なコードがかける • データはイミュータブルで更新不可であること➩ マルチコア、並列処理でもバグが発生しにくいこ と
• 4. • JVM上で稼働すること➩Javaの膨大な資産が利用 できること、高速でスケーラビリティが高いこと • ソフトウェアトランザクションメモリ(STM)によ り同期的更新も可能なこと➩並列処理、ミュータ ブルにも対応 • 遅延評価を提供➩シンプルな記述で性能と省メモ リーを提供 インタープリターサイト http://www.tryclj.com/ http://clojurescript.net/
• 5. Scala: Adorned（飾られた） Overflowing（満ち溢れている） Magnificent（壮大な、豪華な） Clojure: Clean Structured Focused
• 6. http://www.infoq.com/jp/articles/the-joy-of-clojure From The Joy of Clojureの著書の一人のChris Houser氏の 評価 調査: もっとも表現力に富んだ汎用プログラム言語は Clojure， CoffeeScript，Haskell http://www.infoq.com/jp/news/2013/04/Language-Expressiveness Clojureのコアライブラリは高々8KLines Joke!
• 7. Program Source Code CPU secs Elapsed secs Memory KB Code B ≈ CPU Load k-nucleotide Clojure 21.87 8.56 403,468 2723 68% 36% 84% 69% Java 36.65 10.71 1,120,960 1844 94% 82% 84% 83% binary-trees Clojure 47.04 13.93 609,300 750 83% 87% 89% 81% Java 18.84 13.36 511,792 603 71% 21% 20% 31% fannkuch-redux Clojure 76.33 19.94 69,456 1491 97% 97% 96% 95% Java 70.25 17.81 27,048 1282 98% 99% 99% 99% spectral-norm Clojure 18.37 5.28 65,296 918 84% 98% 83% 84% Java 17.60 4.55 25,696 950 96% 96% 97% 98% n-body Clojure 28.20 27.01 73,664 1440 98% 3% 2% 3% Java 22.64 22.62 25,232 1424 1% 2% 1% 97% mandelbrot Clojure 32.17 8.95 154,340 1195 89% 89% 87% 97% Java 28.05 7.17 86,152 796 98% 97% 98% 99% regex-dna Clojure 27.16 8.59 606,564 707 69% 92% 75% 81% Java 22.72 6.31 648,924 1410 89% 96% 88% 89% pidigits Clojure 5.43 4.19 84,588 1944 64% 13% 47% 8% † Java 3.15 3.03 29,084 938 3% 4% 81% 21% † fasta-redux Clojure 6.14 5.01 73,828 1428 48% 24% 9% 43% † Java 2.63 2.57 25,272 1443 2% 77% 2% 24% † reverse-complement Clojure 4.06 2.73 569,780 727 15% 35% 95% 7% Java 2.73 1.25 307,740 1661 37% 90% 44% 50% fasta Clojure 7.97 6.64 73,500 1653 5% 50% 8% 58% Java 5.78 2.16 33,640 2457 84% 59% 61% 66%
• 8. Program Source Code CPU secs Elapsed secs Memory KB Code B ≈ CPU Load k-nucleotide Ruby 37.35 12.36 457,396 996 70% 69% 97% 68% Java 36.65 10.71 1,120,960 1844 94% 82% 84% 83% regex-dna Ruby 28.73 9.65 118,660 529 66% 65% 67% 100% Java 22.72 6.31 648,924 1410 89% 96% 88% 89% pidigits Ruby 10.96 10.98 76,712 240 0% 1% 100% 1% Java 3.15 3.03 29,084 938 3% 4% 81% 21% binary-trees Ruby 169.68 57.70 257,388 1123 65% 97% 67% 67% Java 18.84 13.36 511,792 603 71% 21% 20% 31% reverse-complement Ruby 8.21 8.22 132,256 255 1% 0% 0% 100% † Java 2.73 1.25 307,740 1661 37% 90% 44% 50% † spectral-norm Ruby 391.41 102.20 41,320 828 96% 96% 95% 95% Java 17.60 4.55 25,696 950 96% 96% 97% 98% n-body Ruby 640.09 640.26 7,160 1137 1% 0% 0% 100% Java 22.64 22.62 25,232 1424 1% 2% 1% 97% fasta-redux Ruby 108.37 108.45 252,508 772 1% 0% 100% 1% Java 2.63 2.57 25,272 1443 2% 77% 2% 24% fannkuch-redux Ruby 3,197.06 828.60 30,592 1426 96% 98% 96% 97% Java 70.25 17.81 27,048 1282 98% 99% 99% 99% mandelbrot Ruby 1,865.72 467.23 65,176 1019 100% 100% 100% 100% Java 28.05 7.17 86,152 796 98% 97% 98% 99% fasta Ruby 148.59 148.66 7,652 987 18% 23% 32% 29% † Java 5.78 2.16 33,640 2457 84% 59% 61% 66% †
• 9. • ベンチャーでいちはやくサービスや製品を提供し たい、かつ事業の拡大に対してスケーラビリティ を担保したい • 少人数でスキルの高い技術者でチームを固めたい • 関数型言語を極めたい、かつ実用的なソフトウェ アを作りたい • 制御構造がないので、再帰もしくはmapで記述 • 基本的にはデータの更新ができない➩モナド • Javaの資産を活用したい • Lispを勉強したい
• 10. public class StringUtils { public static boolean isBlank(String str) { int strLen; if (str == null || (strLen = str.length()) == 0) { return true; } for (int i = 0; i < strLen; i++) { if ((Character.isWhitespace(str.charAt(i)) == false)) { return false; } } return true; } } (defn blank? [str] (every? #(Character/isWhitespace %) str)) Java Clojure Javaの1/10程度のコード量で記述可能 Programming Clojure(Stuart Halloway,Aaron Bedra)より
• 11. $ lein repl nREPL server started on port 42412 on host 127.0.0.1 REPL-y 0.3.0 Clojure 1.5.1 Docs: (doc function-name-here) (find-doc "part-of-name-here") Source: (source function-name-here) Javadoc: (javadoc java-object-or-class-here) Exit: Control+D or (exit) or (quit) Results: Stored in vars *1, *2, *3, an exception in *e user=> (+ 1 2 3) 6 user=> (println "Hello World") Hello World nil user=> (javax.swing.JOptionPane/showMessageDialog nil "Hello World") nil user=> Bye for now!
• 12. • CEP(Complex Event Processing)のひとつである twitter Stormのベース部分はClojureで書かれており、 秒100万件のイベントを処理可能である • 次世代のDatabaseであるdatomicはclojureで記述さ れている。 • ビッグデータ、データ分析とは親和性が高い • cascalog、incanter、clojuraticaなど • Akamai、citi bankなどで利用されている • http://dev.clojure.org/display/community/Clojure+Success+S tories • 東大発のベンチャー企業のテンクー(Xcoo,Inc)が開 発した研究者のためのゲノム解析/可視化のクラウド サービスはすべてclojureで記述されている • https://chrov.is/
• 13. プロダクト version 解説 ring 1.3.2 アプリケーションサーバーのライブラリであり､pythonの WSGIやrubyのRackにインスパイヤされて開発された｡ compojure 1.3.1 Ringのルーティングライブラリである｡ enlive 1.1.5 clojureベースのテンプレートライブラリ Http-Kit 2.1.6 ClojureベースのWebSocketサポートのアプリケーション サーバー、60万同時接続を1台のPCで実現した。 Immutant 2.0.0- beta1 Jboss.orgの正式プロジェクト、Wildfly(J2EE)のClojureライ ブラリ、Undertow、HornetQ、Infinispan、Quartzなどをサ ポート Instaparse 1.3.5 Clojureベースの文脈自由文法のパーサー、Rich Hickeyが絶 賛した Monger 2.0.1 MongoDBのライブラリ、機能が多い上に使いやすくかつ性 能がよい。 Incanter 1.5.6 ClojureベースのRのような分析環境 Pallet Palletopsが提供しているclojureベースのプロビジョンツー ル
• 14. • JavaScriptを生成するclojureベースのコンパイラ である • Google closureライブラリを用いてコンパイルす る • CoffeeScript、TypeScriptと同様の位置づけであ るが、ブラウザロジックをLispで記述する • ClojureScriptはGoogle closureでの最適化を行うので高 速、短いコンパイルコードになる • ClojureScriptとJavaScriptはどちらも型なし言語 なので相性がよい • ブラウザのみならず、nodejsのコードも作成可 能（必要性はあまりないが。。。）
• 15. ClojureScript REPL Browser REPL server Effect Browser REPL client JVM browser JS転送 結果 ClojureScript ソースコード JavaScript 最適化された JavaScript ClojureScript コンパイラ Google closure コンパイラ Java VM コード入力
• 16. • Chris GingerがKickStarterで資金（7,317名、 $316,720）を調達して開発しているシンプルで軽 量かつ美しいエディタといわれるLightTableは１万 行程度のClojureScriptで書かれている • プラグインによるフルカスタマイズ(clojure,python, • Live Evaluation機能 • Cilcle-CIのフロントエンド • CIツールであるCilcle-CIはclojurescript/omで開発され ている。
• 17. $ lein trampoline cljsbuild repl-rhino Running Rhino-based ClojureScript REPL. To quit, type: :cljs/quit ClojureScript:cljs.user> (+ 1 2 3) 6 ClojureScript:cljs.user> (println "Hello World") Hello World nil ClojureScript:cljs.user>
• 18. • 開発者はDavid Nolen • Facebook ReactjsをClojurescriptでラッパーした もの • 単なるラッパーではなく、immutableの特性などclojure の特徴を活かす • Todoベンチマークで高速なjavascript処理を記録 • Om > React >> angularjs
• 19. • UST THE UI • ReactはMVCの中のViewのためのフレームワークであ り､残りのModel､Controlに対して技術的な前提は何も 置いていないこと • VIRTUAL DOM • ReactはVirtual DOMをDiffの仕組みを用いた超高速な実 装を提供している • DATA FLOW • Reactは一方向のデータフローを実装しているので､ボ イラープレートを少なくすることで従来の開発よりも シンプルになる
• 20. (ns om-app.stripe (:require-macros [cljs.core.async.macros :refer [go]]) (:require [om.core :as om :include-macros true] [om.dom :as dom :include-macros true] )) (def app-state (atom {:list ["Lion" "Zebra" "Buffalo" "Antelope"]})) ;;; ストライプのための関数を定義します｡ (defn stripe [text color] (dom/li #js {:style #js {:backgroundColor color :fontSize 30}} text) ) ;;; 黄色と白のストライプで表示します｡ (om/root (fn [app owner] (om/component (apply dom/ul #js {:className "animals"} (map stripe (:list app) (cycle ["#ff0" "#fff"]))))) app-state {:target (. js/document (getElementById "app"))})
• 21. • Emacs • Clojure-mode、cider、companyの利用 • LightTable(初めての方はおすすめ） • 軽量、カスタマイズ可能なエディタ、Liveモードの利用 • CounterClockWise • Clojure用Eclipseプラグイン、使ったことがない。。。
• 22. • Clojure/Clojurescriptを用いることで短いコード でかつ性能、スケーラビリティのあるソフト ウェアを開発することができる。 • メンテナンス性も高い • 米国を中心にひそかに広がっている。 • 特にWeb技術(ブラウザ、nodejs)は注目度が高い • 国内ではScalaが圧倒的な人気で実にマイナーであるの は残念 • 極めて多くの種類のライブラリがあり、 Clojure/Clojurescriptで実システムを開発するこ とは何ら問題がない
• 23. • String • java.lang.String • “abcdefg” • Character • java.lang.Character • A • Number • Java.lang.Long • Java.lang.Double • Java.math.BigDecimal • clojure.lang.ratio • … • 1,110.0,1000M,1/3 • Bool • java.lang.Boolean • true/false • nil • Keyword • Clojure.lang.keyword • :foo • mapのキーになることが多い • Symbol • 関数名、変数名など • List • Clojure.lang.IPersistentList • (1 2 3),((1 2 3),(“a” “b”)) • Vector • Clojure.lang.IPersistentVector • [1 2 3],[[1 2 3] [2 3]] • Map • Clojure.lang.IPersistentMap • {:a 1 :b 2 :c 3} • Set • Clojure.lang.IPersistentSet • #{"a" "b" "c"}
• 24. • 関数定義 • 変数束縛 • m..nの総和 (def x 1) x ;;=> 1 (defn add [a b](+ a b)) (add 1 2) ;;=> 3 (defn sigma-n [m n] (reduce + (range m (+ 1 n)))) (sigma-n 1 10) ;;=> 55 (defn sigma-fx [fn m n] (reduce + (map fn (range m (+ 1 n))) )) (sigma-fx (fn [x] (* x x) 1 10)) ;;=> 385 • m..nの２乗の総和 • 無名関数fn (def x (fn add [a b](+ a b))) (x 1 2) ;;=> 3 ;; add関数と同じ
• 25. • let • do • if • Try…catch ・map ・Reduce • reduce • 再帰（階乗） (defn factorial[n] (loop [cnt n acc 1] (if (zero? cnt) acc (recur (dec cnt) (* acc cnt))))) (factorial 10) ;;=> 3628800 (let [x 2 y 3] (* x y)) ;;=> 6 (if (odd? x) true false) (map inc [1 2 3 4 5]) ;;=> (2 3 4 5 6) (map (fn [x] (* x x)) (range 10)) ;;=>(0 1 4 9 16 25 36 49 64 81) (do (println “5 * 10”) (* 5 10)) ;;=> 6 (reduce + [1 2 3 4 5]) ;;=> 15 ;; =(+ (+ (+ (+ 1 2) 3) 4)) (try (dosomething) (catch false)
• 26. • ネームスペースの宣言 • マクロ (ns my-name-space) (ns chestnut-app.server (:require [clojure.java.io :as io] [compojure.core :refer [GET defroutes]] [compojure.route :refer [resources]] [compojure.handler :refer [api]] [ring.adapter.jetty :refer [run-jetty]])) (defmacro when [test & body] (list 'if test (cons 'do body))) (when (odd? x) (println (str "value " x)) true) (defn my-odd [x] (when (= (rem x 2) 1) (println (str "value " x)) true) ) (my-odd 1) true (ns utils.rule-util (:import java.io.ByteArrayInputStream) (:import java.io.InputStream) )
• 27. • メソッド呼び出し • インスタンス化 • スレッディングマクロ • Javaクラスの宣言 ;;(.toUpperCase "fred") ;;-> "FRED“ ;;(.instanceMember Classname args*) (.getName String) ;;-> "java.lang.String“ ;;(Classname/staticMethod args*) (System/getProperty "java.vm.version") ;;-> "1.6.0_07-b06-57“ ;;Classname/staticField Math/PI ;;-> 3.141592653589793 (.substring (String. "John McCarthy") 0 4) ;;-> “John” (-> (String. "John McCarthy") (.substring 0 4) (.toUpperCase) ) ;=> “JOHN” (ns com.domain.tiny (:gen-class :name com.domain.tiny :methods [#^{:static true} [binomial [int int] double]]))
• 28. • 無限シーケンス • take • 遅延シーケンス • ほとんどのシーケンス 関数は遅延シーケンス • lazy-seq (range) ;;=> (0 1 2 3 ... 無限に続く (repeat “a") ;;=> (“a" “a" ... 無限に続く (repeatedly #(rand-int 10)) ;;=> (4 5 8 8 6 2 0 ... 無限に続く (repeat [1 2 3]) ;;=> (1 2 3 1 2 3 ... 無限に続く (iterate inc 0) ;;=> (0 1 2 3 ... 無限に続く (take 10 (repeatedly #(rand-int 100))) ;;=>(73 52 24 63 30 64 87 23 34 32) (defn inc-mul[] (map #(* % %) (iterate inc 0))) (take 10 (inc-mul)) ;;=> (0 1 4 9 16 25 36 49 64 81) (defn lazy-seq-fibo ([] (concat [0 1] (lazy-seq-fibo 0N 1N))) ([a b] (let [n (+ a b)] (lazy-seq (cons n (lazy-seq-fibo b n))))))
• 29. • STM(Software Transactional Memory) • 並列環境においてデータの整合 性を保持する仕組み • Protocol/Multimethod • オブジェクト指向より柔軟なポ リモフィズムの実現 • core/async • クイックソートの開発者でもあ るTony Hoareの CSP(Communicating Sequential Process)を実現した ライブラリ • Go言語の影響を多大に受けて いる • ブラウザでのイベント処理を簡 素化できる • Transceducers • 現在開発中であるclojure 1.7 の主要機能 • Transceduers(変換器)を用い ることで、関数合成をより柔 軟に行うことができる