java.lang.invoke

クラス MutableCallSite

java.lang.Object

java.lang.invoke.CallSite

java.lang.invoke.MutableCallSite

public class MutableCallSite
extends CallSite

MutableCallSite は、ターゲット変数の動作が通常のフィールドと同じであるような CallSite です。MutableCallSite にリンクされた invokedynamic 命令は、すべての呼び出しをそのサイトの現在のターゲットに委譲します。可変コールサイトの動的インボーカも、各呼び出しをそのサイトの現在のターゲットに委譲します。

メソッドハンドルチェーンに状態変数を導入する可変コールサイトの例を、次に示します。

MutableCallSite name = new MutableCallSite(MethodType.methodType(String.class));
MethodHandle MH_name = name.dynamicInvoker();
MethodType MT_str1 = MethodType.methodType(String.class);
MethodHandle MH_upcase = MethodHandles.lookup()
    .findVirtual(String.class, "toUpperCase", MT_str1);
MethodHandle worker1 = MethodHandles.filterReturnValue(MH_name, MH_upcase);
name.setTarget(MethodHandles.constant(String.class, "Rocky"));
assertEquals("ROCKY", (String) worker1.invokeExact());
name.setTarget(MethodHandles.constant(String.class, "Fred"));
assertEquals("FRED", (String) worker1.invokeExact());
// (mutation can be continued indefinitely)
 

同じコールサイトをいくつかの場所で一度に使用できます。

MethodType MT_str2 = MethodType.methodType(String.class, String.class);
MethodHandle MH_cat = lookup().findVirtual(String.class,
  "concat", methodType(String.class, String.class));
MethodHandle MH_dear = MethodHandles.insertArguments(MH_cat, 1, ", dear?");
MethodHandle worker2 = MethodHandles.filterReturnValue(MH_name, MH_dear);
assertEquals("Fred, dear?", (String) worker2.invokeExact());
name.setTarget(MethodHandles.constant(String.class, "Wilma"));
assertEquals("WILMA", (String) worker1.invokeExact());
assertEquals("Wilma, dear?", (String) worker2.invokeExact());
 

ターゲット値の非同期: 可変コールサイトのターゲットに書き込んでも、ほかのスレッドがその更新された値を認識するようにはなりません。更新されたコールサイトに関する適切な同期アクションを実行しないスレッドは、古いターゲット値をキャッシュに入れ、新しいターゲット値の使用を無期限に遅らせる可能性があります。(これは、オブジェクトフィールドに適用される Java メモリーモデルの通常の結果です。)

syncAll 操作は、ほかの同期が存在していなくてもスレッドが新しいターゲット値を受け入れるように強制するための手段を提供します。

更新頻度の高いターゲット値では、代わりに揮発性コールサイトの使用を検討してください。

コンストラクタのサマリー

コンストラクタ

コンストラクタと説明
MutableCallSite(MethodHandle target) 初期ターゲットメソッドハンドルを持つコールサイトオブジェクトを作成します。
MutableCallSite(MethodType type) 指定されたメソッド型を持つ空のコールサイトオブジェクトを作成します。

メソッドのサマリー

メソッド

修飾子と型	メソッドと説明
MethodHandle	dynamicInvoker() このコールサイトにリンクされている invokedynamic 命令と同等のメソッドハンドルを生成します。
MethodHandle	getTarget() コールサイトのターゲットメソッドを返しますが、これは、MutableCallSite の通常のフィールドのように振る舞います。
void	setTarget(MethodHandle newTarget) このコールサイトのターゲットメソッドを通常の変数として更新します。
static void	syncAll(MutableCallSite[] sites) 指定された配列内のコールサイトごとに同期処理を実行しますが、その際、いずれかのコールサイトのターゲットから以前にロードされたキャッシュ値をすべて破棄することを、ほかのすべてのスレッドに対して強制します。

クラス java.lang.invoke.CallSite から継承されたメソッド

type

クラス java.lang.Object から継承されたメソッド

clone, equals, finalize, getClass, hashCode, notify, notifyAll, toString, wait, wait, wait

コンストラクタの詳細

MutableCallSite

public MutableCallSite(MethodType type)

指定されたメソッド型を持つ空のコールサイトオブジェクトを作成します。初期ターゲットは、呼び出し時に IllegalStateException をスローするような、指定された型のメソッドハンドルに設定されます。

コールサイトの型が、指定された型に永続的に設定されます。

この CallSite オブジェクトがブートストラップメソッドから返されたりほかの何らかの方法で呼び出されたりする前に、通常は setTarget 呼び出し経由でより有用なターゲットメソッドがこのオブジェクトに提供されます。

パラメータ:

type - このコールサイトのメソッド型

例外:

NullPointerException - 提案された型が null の場合

MutableCallSite

public MutableCallSite(MethodHandle target)

初期ターゲットメソッドハンドルを持つコールサイトオブジェクトを作成します。コールサイトの型が初期ターゲットの型に永続的に設定されます。

パラメータ:

target - コールサイトの初期ターゲットとなるメソッドハンドル

例外:

NullPointerException - 提案されたターゲットが null の場合

メソッドの詳細

getTarget

public final MethodHandle getTarget()

コールサイトのターゲットメソッドを返しますが、これは、MutableCallSite の通常のフィールドのように振る舞います。

getTarget のメモリーとの相互作用は、通常の変数 (配列の要素や非揮発性の final フィールドなど) から読み取りを行う場合と同じです。

特に、現在のスレッドは、以前のメモリーからのターゲットの読み取り結果を再利用することを選択する可能性があり、別のスレッドによるターゲットへの最新の更新を認識できない可能性があります。

定義:

getTarget、クラス: CallSite

戻り値:

このコールサイトのリンケージ状態 (時間とともに変わる可能性のあるメソッドハンドル)

関連項目:

setTarget(java.lang.invoke.MethodHandle)

setTarget

public void setTarget(MethodHandle newTarget)

このコールサイトのターゲットメソッドを通常の変数として更新します。新しいターゲットの型は古いターゲットの型と同じでなければいけません。

メモリーとの相互作用は、通常の変数 (配列の要素や非揮発性の final フィールドなど) への書き込みを行う場合と同じです。

特に、無関係のスレッドは、メモリーからの読み取りを実行するまで、更新されたターゲットを認識できない可能性があります。より確実に保証するには、与えられた任意のコールサイトで使用されるブートストラップメソッドまたはターゲットメソッドあるいはその両方に、適切な処理を組み込みます。

定義:

setTarget、クラス: CallSite

パラメータ:

newTarget - 新しいターゲット

例外:

NullPointerException - 提案された新しいターゲットが null の場合

WrongMethodTypeException - 提案された新しいターゲットのメソッド型が以前のターゲットと異なる場合

関連項目:

getTarget()

dynamicInvoker

public final MethodHandle dynamicInvoker()

このコールサイトにリンクされている invokedynamic 命令と同等のメソッドハンドルを生成します。

このメソッドは次のコードと同等です。

 MethodHandle getTarget, invoker, result;
 getTarget = MethodHandles.publicLookup().bind(this, "getTarget", MethodType.methodType(MethodHandle.class));
 invoker = MethodHandles.exactInvoker(this.type());
 result = MethodHandles.foldArguments(invoker, getTarget)
 

定義:

dynamicInvoker、クラス: CallSite

戻り値:

このコールサイトの現在のターゲットを常に呼び出すメソッドハンドル

syncAll

public static void syncAll(MutableCallSite[] sites)

指定された配列内のコールサイトごとに同期処理を実行しますが、その際、いずれかのコールサイトのターゲットから以前にロードされたキャッシュ値をすべて破棄することを、ほかのすべてのスレッドに対して強制します。

この処理では、すでに古いターゲット値に対して開始された呼び出しが取り消されることは一切ありません。(Java では未来へのタイムトラベルのみがサポートされます。)

全体の効果としては、各コールサイトのターゲットの将来のすべての読み取り元に、直近で格納された値の受け入れを強制することです。(「直近」は、syncAll 自身を基準にしたものと見なされます。) 逆に言えば、すべての読み取り元が (何らかの方法で) 各コールサイトのターゲットの以前のバージョンをすべてキャッシュから削除するまで、syncAll の呼び出しがブロックする可能性があります。

setTarget と syncAll の呼び出しは一般に、競合状態を回避できるように、何らかの種類の相互排他の下で実行すべきです。読み取り元スレッドは、値をインストールする setTarget 呼び出しと同じくらい早い時期に (値を確認する syncAll に先だって) ターゲットの更新を認識する可能性があります。一方、読み取り元スレッドが、(更新版を伝えようとする setTarget のあと) syncAll 呼び出しが返るまで、以前のバージョンのターゲットを認識する可能性もあります。

この処理は、コストが高くなる可能性が高いため、できるかぎり使用しないようにしてください。可能であればそれをバッファーし、一連のコールサイトのバッチ処理を行えるようにしてください。

sites に null 要素が含まれていると、NullPointerException が発行されます。この場合、メソッドが異常終了で返る前に、配列内の null でない要素がいくつか処理される可能性があります。それらがどの要素であるか (存在する場合) は、実装に依存します。

Java メモリーモデルの詳細

Java メモリーモデルの観点では、この処理で実行される同期アクションは効果の点で、現在のスレッドによる揮発性変数への書き込み、および影響を受けるコールサイトのいずれかにアクセスする可能性のあるその他のすべてのスレッドによる最終的な揮発性読み取りと同等になります。

個々のコールサイト S について、明らかな影響を次に示します。

• 現在のスレッドによって新しい揮発性変数 V の作成と書き込みが行われます。JMM での定義に従い、この書き込みはグローバル同期イベントになります。
• 書き込みイベントのスレッドローカル順序では当然のことですが、現在のスレッドがすでに実行したアクションはすべて、V への揮発性書き込みの前に起こったものとされます。(これは一部の実装では、現在のスレッドがグローバル解放処理を実行することを意味します。)
• 具体的には、S の現在のターゲットへの書き込みは、V への揮発性書き込みの前に起こったものとされます。
• V への揮発性書き込みは、グローバル同期順序で (実装固有の方法で) 配置されます。
• 任意のスレッド T (現在のスレッド以外) を考えます。T は、(グローバル同期順序で) V への揮発性書き込みのあとで同期アクション A を実行した場合、その結果、S の現在のターゲット、または S のターゲットに対する読み取りを実行した場合はそのターゲットへの後続の書き込み、のどちらかを認識する必要があります。(この制約は「同期順序の一貫性」と呼ばれます。)
• JMM では特に、無益であることがわかっている変数の読み取りや書き込みを除去するようにコンパイラを最適化できます。そのような除去される読み取りや書き込みは、「happens-before」関係に対して何の効果も持ちません。この事実にもかかわらず、揮発性の V は除去されません (書き込まれた値が不確定で読み取られた値が使用されない場合でも)。

最後の点のため、実装の動作は、T がアクション A の直後に V の揮発性読み取りを実行したかのようになります。この読み取りは、T のローカルアクション順序で、S のターゲットの将来のあらゆる読み取りの前に起こります。それはまるで、実装が、T による S のターゲットの読み取りを任意に選択し、それに先だって V の読み取りを強制することで、新しいターゲット値の伝達を保証したかのようになります。

実装は Java メモリーモデルの制約に従うかぎり、ほかのスレッド (上では T) が S のターゲットの以前の値を使用し続けている間、syncAll の処理の完了を遅らせてもかまいません。ただし、実装では (いつものように)、ライブロックを避け、更新されたターゲットを考慮することを最終的にはすべてのスレッドに要求することをお勧めします。

解説: syncAll はパフォーマンス上の理由により、単一のコールサイト上の仮想メソッドではなく、一連のコールサイトに適用されます。一部の実装では、1 つ以上の同期処理のために固定の大きなオーバーヘッドコストが発生する一方で、コールサイトを 1 つ追加するごとに増えるコストが小さい可能性があります。いずれにせよ、ほかのスレッドに何らかの方法で割り込みを行なって更新されたターゲット値を知らせなければいけない可能性があるため、この処理はおそらく高コストになります。ただし、いくつかのコールサイトを同期させる単一の呼び出しは、いずれかのサイトだけに対する呼び出しを複数回行うのと形式上は同じ効果がある、ということは言えます。

実装上の注意: MutableCallSite の単純な実装では、可変コールサイトのターゲットとして揮発性変数が使用される可能性があります。そのような実装では syncAll メソッドが無操作になる可能性がありますが、それは、前述の JMM 動作に準拠しています。

パラメータ:

sites - 同期するコールサイトの配列

例外:

NullPointerException - sites 配列参照が null であるか、配列内に null が含まれている場合