TCO on Java with TotallyLazy and JComplio

TotallyLazyとJCompiloについて

TotallyLazyは、javaで関数型プログラミングをしやすくするためのライブラリ。
JCompiloは、末尾再帰削除を実施するコンパイラ。

利用した結果

今回、TotallyLazyの@tailrecでアノテートしたメソッドをJCompilo java compilerにてコンパイルし、
末尾再帰除去を行ったバイトコードが作成されるのを確認した。

確認環境

環境は、

• Intellij IDEA12.1.6
• TotallyLazy 1166
  https://code.google.com/p/totallylazy/
• JCompilo (Java Compiler) 160 (Intellij IDEA plugin)
  http://plugins.jetbrains.com/plugin/7122
  Intellij IDEAで、JCompiloを使う設定は上記リンクを参照
• ASM Bytecode Outline (IntleliJ IDEA plugin)
  http://plugins.jetbrains.com/plugin/5918
  コンパイル後、ツールバーのCodeまたは右メニューからShow Bytecode Outlineを選択
  なお、1.8には未対応の模様

なお、TotallyLazyとJCompiloの組み合わせには、独自のラムダ式構文もあったが、
Java8でラムダ式合わせて、独自のラムダ構文は削除された模様。

コード類

利用したコード

gcdUtil.java

import com.googlecode.totallylazy.annotations.tailrec;

public class gcdUtil {
    @tailrec //totalylazyのtailrecアノテーション
    public static int gcd_tco(int x, int y) {
        if (y == 0) return x;
        return gcd_tco(y, x % y);
    }

    public static int gcd(int x, int y) {
        if (y == 0) return x;
        return gcd(y, x % y);
    }

}

asmで、classファイルをgroovified(バイトコードを読みやすくgroovy化)した結果

gcd.groovy

// class version 50.0 (50)
// access flags 0x21
public class gcdUtil {


  @groovyx.ast.bytecode.Bytecode
  public void <init>() {
    aload 0
    invokespecial 'java/lang/Object.<init>','()V'
    return
  }

  @groovyx.ast.bytecode.Bytecode
  public static int gcd_tco(int a,int b) {
   l0
    iload 1
    ifne l1
    iload 0
    ireturn
   l1
    iload 1
    iload 0
    iload 1
    irem
    istore 1
    istore 0
    _goto l0 //末尾最適化された！
  }

  @groovyx.ast.bytecode.Bytecode
  public static int gcd(int a,int b) {
    iload 1
    ifne l0
    iload 0
    ireturn
   l0
    iload 1
    iload 0
    iload 1
    irem
    invokestatic 'gcd.gcd','(II)I' //末尾関数呼び出し
    ireturn
  }
}

mavenのpomファイル

pom.xml

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0"
         xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
         xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 http://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd">
    <modelVersion>4.0.0</modelVersion>

    <groupId>gcd</groupId>
    <artifactId>gcd</artifactId>
    <version>1.0-SNAPSHOT</version>

    <repositories>
        <repository>
            <id>bodar.com</id>
            <name>bodar.com</name>
            <url>http://repo.bodar.com/</url>
        </repository>
    </repositories>

    <dependencies>
        <dependency>
            <groupId>com.googlecode.totallylazy</groupId>
            <artifactId>totallylazy</artifactId>
            <version>1166</version>
        </dependency>
    </dependencies>
</project>

参考記事

Why Functional Programming in Java is NOT Dangerous | Yesterday I was wrong
http://dan.bodar.com/2013/01/23/why-functional-programming-in-java-is-not-dangerous/

その他（JVMの末尾再帰最適化について）

IBM JavaではJVMのJITコンパイラが末尾再帰最適化を行っている。

Javaコードの診断: Javaコードのパフォーマンスを向上させる
末尾再帰変換はアプリケーションの速度を向上させる可能性はあるが、すべてのJVMで可能な操作ではない
http://www.ibm.com/developerworks/jp/java/library/j-diag8/

Linux 上の IBM User Guide for Java V7 > IBM Software Developers Kit (SDK) for Java について > JIT コンパイラー > JIT コンパイラーによるコードの最適化方法
フェーズ 2 - ローカル最適化
http://pic.dhe.ibm.com/infocenter/java7sdk/v7r0/index.jsp?topic=%2Fcom.ibm.java.lnx.70.doc%2Fdiag%2Funderstanding%2Fjit_optimize.html

ダウンロード
http://www.ibm.com/developerworks/java/jdk/
http://www.ibm.com/developerworks/java/jdk/linux/download.html

上記の記事に沿って、IBM SDK, Java Technology Edition, Version 7 Release 1 (linux 32-bit x86)でも対応しているのを確認した。