細粒度スレッド生成を支援する Java 処理系の構想

細粒度スレッド生成を支援する Java 処理系の構想東京大学大学院理学系研究科情報科学専攻米澤研究室大山恵弘　田浦健次朗　米澤明憲

目的 • 低コストなスレッド生成 • 高いスケーラビリティ • プログラマの負担が少ない並列化を実現する Java 処理系を作る

プログラム例 class Pfib { public static int pfib(int n) { if (n < 2) return 1; else { int x, y; sync { fork { x = pfib(n-1); } fork { y = pfib(n-2); } } return x + y; } } } 同期ブロックスレッド生成

プロトタイプの実装 • 拡張可能 Java プリプロセッサＥＰＰ(電総研の一杉による) を利用して実装 • Java ソース to ソースの変換 • 一つの fork ⇔ 一つの Java スレッドの生成 • 約５００行の EPP プラグインコードによる実装 • 性能は問題外

今後の検討事項 Q: どうやってスレッド生成のコストを下げるか？ A: Lazy Task Creation (LTC) の方法が使えそうだ問題従来の LTC に基づく処理系: コンパイラ and/or ランタイムがスタックをトリッキーに管理スタックフレーム情報を明示的にデータ構造に入れる、などしかし... Java ではバイトコードレベルですら call/return/throw でしかスタックを操作できない → どうする？　JVM の拡張は有効そうだ。　それとも...

Java ソースtoソース変換によりフレーム情報を明示的に扱う方法 JavaGo （関口’99）の場合フレーム情報をデータ構造（コンテキスト）に退避 int x, y = 0; try { x = foo(y); } catch (NotifyMigration e) { c = make_context(pc, x, y, ...); append_context(c); throw e; } コンテキストスレッド移動時に例外を投げコンテキストデータ構造を生成フレーム throw コンテキストフレーム throw コンテキストフレーム throw スレッド移動以外の実行のオーバヘッド小さいフレームコンテキスト

細粒度スレッド生成を支援する Java 処理系の構想