Máquina de Da Vinci

La máquina Da Vinci , también llamada máquina virtual multilingüe , fue un proyecto de Sun Microsystems cuyo objetivo era crear un prototipo de la extensión de la máquina virtual Java (JVM) para añadir soporte para lenguajes dinámicos .

Ya era posible ejecutar lenguajes dinámicos sobre la JVM, pero el objetivo es facilitar nuevas implementaciones de lenguajes dinámicos y aumentar su rendimiento. Este proyecto fue la implementación de referencia de JSR 292 ( Soporte para lenguajes de tipado dinámico en la plataforma Java ). ^{[ 1 ]}

Antes de Java 7, la Máquina Virtual de Java no tenía soporte integrado para lenguajes de tipado dinámico :

• El conjunto de instrucciones JVM existente es de tipado estático . ^{[ 2 ]}
• La JVM tiene un soporte limitado para modificar dinámicamente las clases y los métodos existentes. Actualmente, solo funciona en un entorno de depuración .

JSR 292 ( Soporte para lenguajes de tipado dinámico en la plataforma Java ) ^{[ 1 ]} propone lo siguiente:

• agregar una nueva invokedynamicinstrucción a nivel de JVM, para permitir la invocación de métodos que dependen de la verificación dinámica de tipos , ^{[ 3 ] [ 4 ] [ 5 ]}
• Poder cambiar clases y métodos dinámicamente en tiempo de ejecución en un entorno de producción.

Tras el éxito de la implementación de JRuby en Java , el proyecto Da Vinci se inició a finales de enero de 2008. ^{[ 6 ]} Se planeó que las capacidades experimentadas por Da Vinci se añadieran a Java 7. Su objetivo es crear un prototipo de este JSR, pero también de otras extensiones de menor prioridad. ^{[ 7 ]} El primer prototipo funcional, desarrollado como un parche en OpenJDK , se anunció y se puso a disposición a finales de agosto de 2008. ^{[ 8 ] [ 9 ] [ 10 ]}

Desde entonces, el equipo de JRuby ha integrado con éxito la invocación dinámica en su código. La invocación dinámica se incluyó en la versión 1.1.5 y se deshabilitará en las JVM sin invokedynamiccapacidades. ^{[ 11 ]}

Desde entonces, el proyecto se ha integrado en el código base de JDK 7 ^{[ 12 ]} y luego se ha integrado en la versión Java 7 .

La invocación dinámica se basa en el hecho de que, aunque Java es un lenguaje fuertemente estático a nivel de lenguaje, la información de tipo es mucho menos frecuente a nivel de código de bytes .

Sin embargo, las implementaciones de lenguajes dinámicos necesitan poder usar la compilación justo a tiempo (en lugar de la reflexión ) para lograr un buen rendimiento, y así compilar los scripts a bytecode en tiempo de ejecución. Para que la Máquina Virtual de Java permita su ejecución , estos bytecodes deben verificarse antes de la ejecución, y el verificador comprueba que los tipos sean estáticos en todo el código. Esto conlleva que estas implementaciones tengan que crear muchos bytecodes diferentes para los distintos contextos de una llamada a un método, cada vez que cambia la firma de los argumentos .

Esto no solo consume mucha memoria, sino que también llena un área de memoria llamada Metaspace (Generación Permanente antes de Java 8), una parte del montón que la JVM utiliza para almacenar información sobre las clases . La memoria utilizada en esta área casi nunca se elimina mediante el recolector de basura porque almacena datos inmutables en el contexto de los programas Java; y debido a eso, las implementaciones de lenguajes dinámicos solo pueden compilar una pequeña parte de los scripts. ^{[ 13 ]}

JSR 292 propone lo siguiente:

• proporcionar un mecanismo mediante el cual se pueda cargar y modificar una clase existente, produciendo una nueva clase con esas modificaciones pero compartiendo el resto de su estructura y datos, sin ocupar así el espacio de Generación Permanente ,
• Proporcionar el nuevo invokedynamiccódigo de bytes que permite a la JVM optimizar las llamadas de este tipo. ^{[ 3 ]}

• Programación de scripts para la plataforma Java
• Lista de lenguajes JVM
• Dynamic Language Runtime : un entorno de Microsoft que proporciona compatibilidad con lenguajes dinámicos al Common Language Runtime de .NET Framework.
• Nashorn (motor JavaScript) — basado en la máquina Da Vinci

• Página del proyecto de la Máquina Da Vinci
• Presentación de Sun en el Simposio Lang.NET
• Blog de John Rose (líder del proyecto)
• Documento de presentación JSR 292
• Documento de presentación JSR 292 ACM 2010