Seriál Programovaci jazyk Java a JVM

V dnešním článku si popíšeme potenciálně velmi užitečný projekt nazvaný py4j. Tento nástroj zajišťuje obousměrnou komunikaci na úrovni zdrojového kódu mezi Pythonem a programovacím jazykem Java.

Ve druhém článku o knihovně Spoon, kterou lze použít pro analýzu či transformace kódu v Javě, dokončíme téma „procesorů“, jež mohou sloužit k relativně jednoduchým analýzám kódu.

Knihovnu Spoon je možné použít v případě, že je zapotřebí analyzovat zdrojové kódy psané v Javě, hledat v nich typické příznaky chyb či kódy dokonce programově modifikovat.

Při práci s projekty psanými v Clojure se používá nástroj Leiningen, s jehož možnostmi jsme se již seznámili. Dnes si ukážeme řešení jednoho problému z praxe – přidání Java archivů do projektu.

Programovací jazyk Clojure obsahuje podporu pro tvorbu a volání takzvaných multimetod. Ty se odlišují především mechanismem dynamického výběru konkrétní metody v čase běhu aplikace.

Dnešní část seriálu o jazyce Clojure bude zaměřena praktičtěji než předchozí tři části, protože si ukážeme, jakým způsobem je možné vytvořit jednoduchého IRC bota, a to s využitím knihovny nazvané irclj.

V dnešním článku o knihovně core.async si na příkladech ukážeme použití makra go-loop, neblokující operace pro čtení a zápis do kanálů a taktéž funkce pipe a merge, které lze použít pro propojení kanálů.

Před týdnem představená knihovna core.async nabízí i další možnosti využitelné při asynchronním programování. Jedná se o kanály s bufferem, podporu pro neblokující čtení a zápis dat do kanálů atd. Dnes se s těmito vlastnostmi seznámíme.

V programovacím jazyku Lua jsou základním numerickým datovým typem čísla s plovoucí řádovou čárkou s dvojitou přesností (IEEE 754) známé v dalších jazycích pod názvem double. Pokud se s tímto datovým typem ve zdrojových kódech pracuje, musí LuaJIT při překladu vygenerovat příslušné strojové instrukce.

Třetím krokem JIT překladu prováděného LuaJITem je transformace pseudoinstrukcí do nativního kódu mikroprocesoru, na němž je LuaJIT spuštěn. LuaJIT podporuje překlad s využitím instrukčních sad mikroprocesorů Intel i AMD (32 bit, 64 bit), ARM (prozatím 32 bit), MIPS a PowerPC. Touto problematikou se budeme zabývat dnes.

V předchozích dvou článcích jsme se zabývali především způsobem detekce stop (traces) v bajtkódu aplikací naprogramovaných v jazyku Lua. Dnes se budeme zabývat druhým a částečně i třetím krokem, který musí trasovací JIT překladač provést. Jedná se o generování pseudoinstrukcí a následně i vytváření nativního kódu.

V další části seriálu o překladači LuaJIT budeme pokračovat v popisu funkce trasovacího překladače. Minule jsme si ukázali, jak trasovací překladač dokáže detekovat často používané programové smyčky, dnes se podíváme na způsob detekce větví ve smyčkách a detekci funkcí volaných s velkou frekvencí.

V dalším článku o překladači LuaJIT si řekneme základní informace o činnosti trasovacího JITu používaného pro detekci těch částí kódu aplikace, které se budou v runtime překládat do nativního (strojového) kódu. Trasovací JIT tvoří zajímavou a dnes stále populárnější skupinu just-in-time překladačů.

V sedmé části článku o Just in Time překladači LuaJIT dokončíme popis mezijazyka, který v LuaJITu plní funkci bajtkódu. Minule jsme se zmínili o způsobu překladu programových smyček, dnes na toto téma navážeme a popíšeme si způsob překladu smyčky for-each a následně pak práci s uzávěry (closures).

V šesté části článku o Just in Time překladači nazvaném LuaJIT si vysvětlíme, jakým způsobem se překládají programové smyčky typu while, repeat-until i smyčky typu for-each používané jak při procházení běžných polí (s prvky adresovanými s využitím indexů), tak i při procházení všemi prvky asociativních polí.

V páté části článku o Just in Time překladači nazvaném LuaJIT se budeme zabývat způsobem překladu programů pracujících s tabulkami. Ukážeme si způsob tvorby jednorozměrných i dvourozměrných tabulek a taktéž přístup k prvkům tabulek, a to jak s využitím celočíselných indexů, tak i s použitím klíčů.

Čtvrtá část článku o Just in Time překladači nazvaném LuaJIT bude věnována problematice volání funkcí, předávání parametrů do funkcí a taktéž způsobu vracení hodnoty či většího množství hodnot z volaných funkcí. Seznámíme se i s dalšími instrukcemi mezijazyka využívaného LuaJITem.

Ve třetím článku o Just in Time překladači LuaJIT si popíšeme všechny instrukce mezijazyka (IR) implementující podmínky a relační operátory. Jedná se o rozšíření tématu, kterému jsme se věnovali minule, dnes se však budeme zabývat mj. i porovnáním obsahu proměnných s řetězci či se speciálními hodnotami true, false a nil.

Ve druhé části článku o Just in Time překladači LuaJIT si popíšeme způsob překladu aritmetických výrazů do mezijazyka LuaJITu. Kromě toho se taktéž budeme zabývat instrukcemi IR, které slouží pro implementaci podmínek a skoků. Tyto instrukce jsou použity jak při větvení, tak i při překladu programových smyček.

Pro doplnění informací, které jsme si doposud v seriálu o jazyce Java (JVM) uvedli, si v několika článcích popíšeme velmi zajímavý projekt LuaJIT. Již z názvu tohoto projektu je zřejmé, že se jedná o „konkurenční “Just in Time překladač, který je možné použít společně s programovacím jazykem Lua.

Porovnání základních vlastností tří virtuálních strojů – JVM, Lua VM a Python VM – bude dnes dokončeno. Zabývat se budeme voláním funkcí a metod a také implementacemi různých programových smyček. Nakonec přijdou všechny instrukce, které se mohou použít v bajtkódech JVM, Lua VM i Python VM.

V dnešní části seriálu (nejenom) o programovacím jazyku Java a JVM bude provedeno závěrečné porovnání trojice virtuálních strojů: JVM, Lua VM a Python VM. Zaměříme se především na porovnání struktury bajtkódu, přesněji řečeno instrukční sady všech tří porovnávaných virtuálních strojů.

V předchozí části tohoto seriálu jsme si podrobně popsali, jakým způsobem je realizováno zpracování výjimek v bajtkódu JVM. Dnes tuto poměrně rozsáhlou problematiku dokončíme, protože si ukážeme způsob práce s výjimkami v programech, které jsou překládány do bajtkódů Lua VM a především pak Python VM.

Poslední porovnání virtuálního stroje Javy, VM jazyka Python a VM programovacího jazyka Lua se bude týkat způsobu zpracování výjimek. Jedná se o velmi důležitou součást prakticky všech moderních virtuálních strojů a jak vyplyne z dalšího textu, mohou být výjimky zpracovány mnohdy i značně odlišnými způsoby.

Na předchozí část seriálu o JVM (a dalších VM), v níž jsme si popsali volání funkcí a metod v Python VM, dnes navážeme, protože si vysvětlíme princip implementace generátorů a uzávěrů v Python VM. Díky podpoře uzávěrů a zejména generátorů je možné v Pythonu psát některé algoritmy velmi elegantním způsobem.

I v dnešní části seriálu o JVM (i o dalších typech virtuálních strojů) se budeme zabývat problematikou volání funkcí a metod. Již víme, jak je řešeno volání statických i nestatických metod a konstruktorů v JVM, známe i volání funkcí, metod a uzávěrů v Lua VM, takže zbývá vysvětlit řešení této problematiky v Python VM.

Problematikou volání funkcí a metod, kterou jsme si vysvětlovali v minulých částech seriálu, se budeme zabývat i dnes. Zatím jsme si popsali zejména způsob volání statických metod, nestatických metod a konstruktorů. Dnes se budeme zabývat zajímavější oblastí – podporou uzávěrů (closures) v Lua VM.

V předcházející části seriálu jsme si ukázali, jakým způsobem je v bajtkódu JVM implementováno volání statických i nestatických metod. Taktéž jsme si ukázali způsob volání konstruktorů. Dnes se budeme zabývat podobnou problematikou, ovšem z pohledu programovacího jazyka Lua a virtuálního stroje Lua VM.

Dalšími důležitými instrukcemi, které jsou součástí bajtkódů prakticky všech virtuálních strojů, jsou instrukce určené pro volání funkcí, popř. metod. Právě touto poměrně rozsáhlou problematikou se budeme zabývat v dnešním článku. Nejdříve opět začneme s popisem JVM, později navážeme popisem Lua VM a Python VM.

V dnešní části seriálu o programovacím jazyku Java i o virtuálním stroji Javy si ukážeme, jakým způsobem se překládají programové smyčky typu „for-each“ v Pythonu. Jedná se tedy o doplnění předchozích dvou částí, v nichž jsme se zabývali stejnou problematikou, ovšem z pohledu JVM a Lua VM.