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Java SE 8時代の Java EE 7アプリケーション開発

Yoshio Terada Java Evangelist http://yoshio3.com Twitter : @yoshioterada #jdt2014_C1

以下の事項は、弊社の一般的な製品の方向性に関する概要を説明するものです。また、情報提供を唯一の目的とするものであり、いかなる契約にも組み込むことはできません。以下の事項は、マテリアルやコード、機能を提供することをコミットメント（確約）するものではないため、購買決定を行う際の判断材料になさらないで下さい。オラクル製品に関して記載されている機能の開発、リリースおよび時期については、弊社の裁量により決定されます。

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今日のアジェンダ 1. はじめに 2. Java 8 の世界 3. Java SE 8 + EE 7 Concurrency Utilities

今日のアジェンダ 1. はじめに 2. Java 8 の世界 3. Java SE 8 + Concurrency Utilities

祝 Java SE 8 正式リリース 2014 年 03 月 18 日

Java SE 8 2014年03月18日

Java SE 8 新機能

Lambda 式 & Stream API JavaFX JavaScript Engine Compact Profile Date & Time API Type Annotation

今日は２つのメッセージをお届けします

今日のアジェンダ 1. はじめに 2. Java 8 の世界 3. Java SE 8 + EE 7 Concurrency Utilities

今後 10 年 500億のデバイス

全てが繋がる時代へ !!

Java SE 8 Compact プロファイル

各APIにどのプロファイルで利用可能か記載されている

参考：https://blogs.oracle.com/jtc/entry/a_first_look_at_compact

デモ

これで終わり?! 基調講演でやったよね?

Java EE 7は ?!

LEGO(Java SE Embedded) & Java EE 7 WebSocket デモの構成

GlassFish v4.0.1 Java SE8/EE 7 Java SE8

Embedded

LEGO MindStorms の操作命令を送信

LEGO MindStorms の状態情報を送信

WebSocket LEGO

エンドポイント

WebSocket サーバ

WebSocket ブラウザ

ブラウザからLEGOマインドストームを操作 WebSocket でリアムタイム IoT 通信

ブラウザからの命令　前後左右への移動　停止、スピードアップ・ダウン LEGO からの情報　超音波センサー・データの表示 JSON でデータ送受信し RMI に比べ低オーバヘッド

Java SE 8/EE 7 だけで実現

今後 10 年も Java !!

今日のアジェンダ 1. はじめに 2. Java 8 + WebSocket 3. Java SE 8 + EE 7 Concurrency Utilities

より応答の速いサービスは必要ですか？

Application Servers

Java SE

Web/EJB コンテナ

EJB JSP

Servlet

Runnable

Callable

Java EE 7 で追加されたサーバ・サイドの並列処理 Concurrency Utilities for EE

Java EE 関連機能 (JAX-RS,JavaMail, CDI など)

ManagedExecutor Service ManagedScheduledExecutorService ContextService ManagedThreadFactory

Concurrency Utilities for EE

さて、ここで質問

(これは Java EE ではなく Java SE の質問)

Java SE 8 時代どこがおかしい？

Lambda 式に修正したしこれで OK?

そう！！Lambda 式の適用

(() -> 1);

Java SE 8 (Lambda式) 対応も実施もう問題ない？！

本当に？！

これだけだと課題は分からないもう少し複雑な課題で確認しましょう。

10個の並列処理タスクを実行し、その結果、終わった順番に取得して表示ください。

課題

1.  固定長のスレッドプールを持つ、ExecutorService を作成する

2.  ExecutorCompletionService を使用する 3.  結果を格納するリストを作成する 4.  Callableを実装した10 個の並列タスクを実行する 5.  実行結果を取得する

10 個の並列タスク実行の実装方針例

1. 2. 3. の実装 : 今まで同様の実装

// 1. 固定長スレッドプールを持つ ExecutorService の作成 ExecutorService exec = Executors.newFixedThreadPool(10);! // 2. 並列処理を実行する際、処理が完了した順に結果を取り出すサービス ExecutorCompletionService<Integer> execCompService! = new ExecutorCompletionService<>(exec);! // 3. 処理結果を格納するリスト List<Future<Integer>> futures = new ArrayList<>();

4. タスクの実装 : MyCallable タスクの実装

public class MyCallableTaskImpl implements Callable<Integer> {! private final int counter;! public MyCallableTask(int counter) {! this.counter = counter;! }! @Override! public Integer call() throws Exception {! int randomValue = (int) (Math.random() * 10000);! try {! Thread.sleep(randomValue);! return counter;! } catch (InterruptedException ex) {! logger.log(Level.SEVERE, null, ex);! return -1;! }! }}

4. 並列タスクの実装と実行

// 並列処理タスクを 10 個作成し実行 for (int i = 0; i < 10; i++) {! // 並列タスクを別途 MyCallableTask クラスに実装 MyCallableTaskImpl task = new MyCallableTaskImpl(i);! //タスクを実行し、実行結果をリストに追加 futures.add(execCompService.submit(task)); }

これからは Java SE 8の時代

// 並列処理タスクを 10 個作成し実行 IntStream.range(0, 10).forEach(i -> {!　　futures.add(execCompService.submit(() -> {!　　　　int randomValue = (int) (Math.random() * 10000);!　　　　Thread.sleep(randomValue);!　　　　return i;!　　}));!});

Lambda & Stream でスッキリ

4. 並列タスクの実装と実行 Java SE 8

for 文はもう書かない CallableをLambdaで実装

5. 実行結果の取得

// 並列処理タスクを 10 個作成し実行 for (Future<Integer> results : futures) {! try {! // 処理結果順に結果を取得 Integer result = execCompService.take().get();! System.out.println(result);!　　} catch (InterruptedException | ExecutionException ex) {! // 例外処理の実装　　}!}

これからは Java SE 8の時代

5. 実行結果の取得

futures.stream()! .mapToInt(future -> {! try {! return execCompService.take().get();! } catch (InterruptedException|ExecutionException ex) {! return -1;! }! })! .forEach(System.out::println);

Java SE 8

Lambda & Stream でスッキリ

Collection 操作はStream API

プログラムの実行 10個のタスクの内、完了順にタスク番号を表示

Java SE 8 対応も実施もう問題ない？！

本当に？！

キーワードは Blocking

Future#get() で処理をブロック

後続処理をブロック

LinkedBlockingQueue

メイン・スレッドの実行

並列タスク(作成順)

処理時間 : 9秒

処理時間 : 1秒

処理時間 : 5秒

処理時間 : 2秒

2 10 ・・ 3 1

「後続処理をブロック」　が大きな課題

ブロック

全てのタスクの結果を受け取るまで後続の処理を実行する事は不可能

ブロック

処理時間 : 9秒 1

並列処理 n

パフォーマンス・応答時間に影響

Java SE 8 から Future, Callable は古い !!

for 文禁止令と同様 Callable 禁止

CompletableFuture を使いましょう

CompletableFuture はJava EE 環境でも利用可能

用途に応じて応答速度が大幅改善

デモ

CompletableFuture 59 個のメソッド

CompletableFuture#supplyAsync()

supplyAsync() は開始ポイントの一つ java.util.stream.Stream のように実装可能

CompletableFuture によるノン・ブロッキングの並列処理 (パイプライン処理)

並列処理の実行

supplyAsync!runAsync

結果を取得し次の処理を実行

thenAccept!thenApply!themCompose!thenRun

結果を取得し (最終)処理を実行

complete!cancel!isCompletedExceptionally!

exceptionally!get!getNow!whenComplete!など

ノン・ブロッキング

他の処理を実行可能

2 結果を取得し別の処理を実行可能 CompletableFuture A

CompletableFuture B A.acceptEither(B,**)!A.acceptBoth(B,**)!A.applyToEither(B,**)!A.runAfterBoth(B,**)!A.runAfterEither(B,**)!A.thenAcceptBoth(B,**)!A.thenCombine(B,**)!

CompletableFuture による 2 つの並列処理の実行結果より新たな処理を実行

各機能ごとに３種類づつ用意

ご注意： Java EE 環境で ForkJoin を使用する API の使用は非推奨

ExecutorService を指定可能なメソッドを利用しましょう。

例：CompletableFuture は ExecutorService を利用可能 supplyAsync(Supplier<U> supplier, Executor executor) thenAcceptAsync(Consumer<? super T> action, Executor executor)

Java EE 7

CompletableFuture<T> tasks = ! CompletableFuture! .supplyAsync(Supplier <U> supplier))! .thenAcceptAsync(Consumer<? super T> action)!

Stream 操作に類似したパイプライン処理 # Stream#filter().map().forEach(); メソッドの実行結果、新たな CompletableFuture を返す

CompletableFuture を使用した実装例 Java SE 8

CompletableFuture<T> tasks = CompletableFuture! .supplyAsync(Supplier <U> supplier))! .thenAcceptAsync(Consumer<? super T> action)!

•  supplyAsync() は Supplier を引数に持つ •  Supplier は java.util.function パッケージに含まれる関数型インタフェース •  Lambda 式で記述可能

supplyAsync() の実装について

final int data = i;!Supplier<Integer> func = new Supplier<>() {!　　@Override!　　public Integer get() {!　　　　int randomValue = (int) (Math.random() * 2000);! mystopThread(randomValue);!　　　　return i;!　　}!};!

Lambda 式をいきなり書けない方

インナー・クラスとして実装して考えてみましょう Supplier は引数が無しの何か値を返す関数だと理解可能処理を実装した後、結果を返す

final int data = i;!Supplier<Integer> func = new Supplier<>() {!　　@Override!　　public Integer get() -> {!　　　　int randomValue = (int) (Math.random() * 2000);! mystopThread(randomValue);!　　　　return i;!　　}!};!

Lambda 式におきかえる

メソッドの引数と、メソッドボディ部分以外を削除引数部分とメソッド・ボディの間に矢印(->)を挿入

final int data = i;!CompletableFuture<T> tasks = CompletableFuture! .supplyAsync(() -> {!　　　　int randomValue = (int) (Math.random() * 2000);!　　　　mystopThread(randomValue);!　　　　return data;!　　})! .thenAcceptAsync(Consumer<? super T> action)!

CompletableFuture の実装を修正

Supplier の内容を supplyAsync() メソッドの引数に記述

thenAcceptAsync() の実装について final int data = i;!CompletableFuture<T> tasks = CompletableFuture! .supplyAsync(() -> {!　　　　int randomValue = (int) (Math.random() * 2000);!　　　　mystopThread(randomValue);!　　　　return data;!　　})! .thenAcceptAsync(Consumer<? super T> action)!

•  thenAcceptAsync() は Consumer を引数に持つ •  Consumer は java.util.function パッケージに含まれる関数型インタフェース •  Lambda 式で記述可能

Consumer<Integer> consume = new Consumer<Integer>() {! @Override! public void accept(Integer result) {! System.out.println(result);! }!};!return consume;!

Lambda 式をいきなり書けない方

インナー・クラスで実装して考えてみましょう

Consumer は引数が一つで何も値を返さない関数だと理解可能引数で取得した値を元に、別処理を実装

Consumer<Integer> consume = new Consumer<Integer>() {! @Override! public void accept(Integer result) -> {! System.out.println(result);! }!};!return consume;!

Consumer<Integer> consume = (result) -> {! System.out.println(result); }};!return consume;! 型定義などを省略 Consumer<Integer> consume = System.out::println;!return consume;! メソッド参照による実装

Lambda 式に置き換える

final int data = i;!CompletableFuture<T> tasks = CompletableFuture! .supplyAsync(() -> {!　　　　int randomValue = (int) (Math.random() * 2000);!　　　　mystopThread(randomValue);!　　　　return data;!　　})! .thenAcceptAsync(System.out::println)!

CompletableFuture を使用した実装結果

並列処理もノン・ブロッキング実装でより応答時間を高める事ができます

CompletableFuture 是非ご活用ください

クライアント・サイドの実装では利用場面は少ないかもしれません。サーバ・サイドは用途に応じて有用です。 Java EE 7 環境でも利用可能です。 (ManagedExecutorService) 複雑な並列処理が必要な場合は、是非、ご活用ください。

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