Lazy Constant - finalフィールドの遅延初期化

2025.11.15 JJUG CCC 2025 Fall 発表資料

Transcript

1. フィールドの遅延初期化 櫻庭 祐一 カサレアル
2. 未初期化状態に アクセス可能 なのに ではない オブジェクト生成時に 必ず初期化が必要
3. 未初期化状態に アクセス可能 なのに ではない オブジェクト生成時に 必ず初期化が必要 なぜ今になって 問題が顕在化？？
4. プログラミングスタイルの変化
5. プログラミングスタイルの変化 にするには すべてのフィールドを 状態変更 オプション
6. 未初期化状態に アクセス可能 なのに ではない オブジェクト生成時に 必ず初期化が必要
8. フィールドの初期化 宣言時 final String text = ”Hello”; イニシャライザー final String text; { text = ”Hello”; } コンストラクタ final String text; Foo() { text = ”Hello”; } これ以外で代入するとコンパイルエラー
9. フィールドの初期化 初期化に時間がかかる場合 外部リソースの使用 ファイル、通信、DB接続 同期化が必要な場合 起動時のパフォーマンス低下 実際に使う時まで初期化を遅延させたい... でも、できない そこで
10. フィールドの遅延初期化のためのインタフェース 初期化には を使用 は のサブインタフェース スレッドセーフ による最適化 の から変更
11. メソッド 生成 値の取得 初回コールで値の初期化 注 の使用後に使う だけでは初期化されない
12. class Consumer { final LazyConstant<Heavy> heavyConstant = LazyConstant.of(() -> new Heavy()); void consume() { Heavy heavy = heavyConstant.get(); ...... } ...... } で値の生成 初回コール時に を実行 回目からは単に値を返す
13. で値の生成 初回コール時に を実行 回目からは単に値を返す class Consumer { final LazyConstant<Heavy> heavyConstant = LazyConstant.of(Heavy::new); void consume() { Heavy heavy = heavyConstant.get(); ...... } ...... }
14. 初期化時に例外が発生する場合 で を返す コール時に がスローされる ただし スタックトレースは切れる で をスロー コール時に例外対応 で を返す コール時に例外をチェック
15. アイデアは と同じ class Singleton { static Singleton instance; private Singleton() { ... } Singleton get() { if (instance == null) { instance = new Singleton(); } return instance; } ...... }
16. アイデアは と同じ class Singleton { static Singleton instance; private Singleton() { ... } synchronized Singleton get() { if (instance == null) { instance = new Singleton(); } return instance; } ...... } しかし、スケールしない
17. アイデアは と同じ class Singleton { static volatile Singleton instance; private Singleton() { ... } Singleton get() { if (instance == null) { synchronized (this) { if (instance == null) { instance = new Singleton(); } } } return instance; }
18. public final class LazyConstantImpl<T> implements LazyConstant<T> { @Stable private T constant; @ForceInline @Override public T get() { final T t = getAcquire(); return (t != null) ? t : getSlowPath(); } public final class LazyConstantImpl<T> implements LazyConstant<T> { @Stable private T constant; @ForceInline @Override public T get() { final T t = getAcquire(); return (t != null) ? t : getSlowPath(); }
19. private T getSlowPath() { preventReentry(); synchronized (this) { T t = getAcquire(); if (t == null) { t = computingFunction.get(); Objects.requireNonNull(t); setRelease(t); // Allow the underlying supplier to be collected after successful use computingFunction = null; } return t; } } private T getSlowPath() { preventReentry(); synchronized (this) { T t = getAcquire(); if (t == null) { t = computingFunction.get(); Objects.requireNonNull(t); setRelease(t); // Allow the underlying supplier to be collected after successful use computingFunction = null; } return t; } }
20. private T getSlowPath() { preventReentry(); synchronized (this) { T t = getAcquire(); if (t == null) { t = computingFunction.get(); Objects.requireNonNull(t); setRelease(t); // Allow the underlying supplier to be collected after successful use computingFunction = null; } return t; } } の実行
21. フィールド以外にも遅延初期化は可能 ただしミュータブル変数は最適化の恩恵にあずかれない のリトライは の内部で行う を複数回コールしても、 一度失敗した初期化はリトライしない コレクションの遅延初期化
22. まとめ フィールドの遅延初期化 スレッドセーフ 初期化を遅延させても最適化の恩恵あり コレクションの遅延初期化
24. スーパークラスのコンストラクターは サブクラスのコンストラクターの先頭 class B extends A { B() { super(); // その他の処理 } }
25. スーパークラスのコンストラクターは サブクラスのコンストラクターの先頭 class B extends A { B() { super(); // その他の処理 } } からコンストラクターのどこでも class B extends A { B() { // フィールドの初期化 super(); // その他の処理 } } ただし は使用不可 インスタンスメソッド使用不可 フィールドの参照は使用不可 などの制約あり
26. class A { ... } class B extends A { ... } new B(); B() A() Object() A フィールド 初期化 B フィールド 初期化 この時点まで のフィールド未初期化 かつアクセス可能
27. class A { ... } class B extends A { ... } A() フィールド 初期化 B() フィールド 初期化 new B(); Object() A 残処理 B 残処理 で対応済み
29. が でない リフレクション でも再代入可 最適化を阻害 , セキュリティの問題 将来的に の再代入のデフォルトは禁止 ではデフォルトが警告 --enable-final-field-mutation=module --illegal-final-field-mutation=deny/warn/allow /debugwarn
30. まとめ フィールドの つの問題を解決 イミュータブルの重要性 では 未統合 試すには独自ビルドが必要