Доступен язык программирования Julia 1.910.05.2023 23:00

Опубликован релиз языка программирования Julia 1.9, сочетающего такие качества как высокая производительность, поддержка динамической типизации и встроенные средства для параллельного программирования. Синтаксис Julia близок к MATLAB с заимствованием некоторых элементов из Ruby и Lisp. Метод манипуляции строками напоминает Perl. Код проекта распространяется под лицензией MIT.

Ключевые особенности языка:

  • Высокая производительность: одной из ключевых целей проекта является достижение производительности близкой к программам на языке Си. Компилятор Julia основан на наработках проекта LLVM и генерирует эффективный нативный машинный код для многих целевых платформ;

  • Поддержка различных парадигм программирования, включая элементы объектно-ориентированного и функционального программирования. Стандартная библиотека предоставляет в том числе функции для асинхронного ввода/вывода, управления процессами, ведения логов, профилирования и управления пакетами;
  • Динамическая типизация: язык не требует явного определения типов для переменных по аналогии со скриптовыми языками программирования. Поддерживается интерактивный режим работы;

  • Опциональная возможность явного указания типов;

  • Синтаксис, превосходно подходящий для численных вычислений, научных расчётов, систем машинного обучения и визуализации данных. Поддержка многих числовых типов данных и средств для распараллеливания вычислений.

  • Возможность прямого вызова функций из библиотек на языке Си без дополнительных прослоек.




Основные изменения в Julia 1.9:

  • Новые возможности языка
    • Разрешено выполнение присвоений в другом модуле с помощью «setproperty!(:: Module, :: Symbol, x)».
    • Разрешено множественное присваивание не в финальной позиции. Например строка «a, b…, c = 1, 2, 3, 4» будет обработана как «a = 1; b…, = 2, 3; c = 4». Это обрабатывается через Base.split_rest.
    • Литералы отдельных символов теперь поддерживают тот же синтаксис, что и строковые литералы; т.е. синтаксис может представлять недопустимые последовательности UTF-8, как это разрешено типом Char.
    • Добавлена поддержка спецификации Unicode 15.
    • Вложенные комбинации кортежей и именованные кортежи символов теперь можно использовать в качестве параметров типа.

    • Новые встроенные функции «getglobal (:: Module, :: Symbol[, order])» и «setglobal!(:: Module, :: Symbol, x[, order])» для чтения и записи исключительно в глобальные переменные. Метод getglobal теперь должен быть предпочтительнее для доступа к глобальным переменным, чем метод getfield.

  • Изменения в языке

    • Макрос »@invoke», представленный в версии 1.7, теперь экспортируется и доступен для использования. Кроме того, теперь он использует метод «Core.Typeof (x)», а не «Any» в случае, когда аннотация типа опущена для аргумента «x». Это необходимо для того, чтобы типы, передаваемые в качестве аргументов, обрабатывались правильно.

    • Включено экспортирование функции «invokelatest» и макроса »@invokelatest», появившихся в версии 1.7.
  • Улучшения компилятора/среды выполнения

    • Значительно сокращено время до первого выполнения (TTFX — Time to first execution). Предварительная компиляция пакета теперь сохраняет машинный код в «pkgimage», что означает, что код, сгенерированный в процессе предварительной компиляции, не потребует повторной компиляции после загрузки пакета. Использование режима pkgimages можно отключить с помощью опции »--pkgimages=no».

    • Исправлена известная проблема квадратичной сложности выведения типов, и в целом вывод использует меньше памяти. Некоторые граничные случаи с автоматически сгенерированными длинными функциями (например, ModelingToolkit.jl с уравнениями в частных производных и большими причинно-следственными моделями) компилируются намного быстрее.

    • Вызовы с аргументами без конкретных типов теперь могут быть оптимизированы методом Union-splitting для внедрения или статического разрешения, даже если существует несколько разнотиповых кандидатов для диспетчеризации. Это может улучшить производительность в определённых ситуациях, когда типы объектов не полностью статически разрешены, за счёт статического разрешения сайтов вызова »@nospecialize-d» и избежания повторной компиляции.
    • Все варианты использования макроса @pure в модуле Base заменены на Base.@assume_effects.
    • Вызовы invoke (f, invokesig, args…) с менее конкретными типами чем обычно используются для f (args…) больше не приводят к перекомпиляции пакета.
  • Изменения параметров командной строки
    • В Linux и Windows параметр »--threads=auto» теперь пытается определить доступное количество процессоров на основе CPU affinity, маска которого обычно устанавливается в средах высокопроизводительных вычислений и облачных средах.
    • Отключён параметр »--math-mode=fast», вместо которого рекомендуется использовать макрос »@fastmath», имеющий чётко определённую семантику.
    • Параметр »--threads» теперь имеет формат «auto | N[, auto|M]», где M указывает количество создаваемых интерактивных потоков (в настоящее время auto означает 1).
    • Добавлена опция »--heap-size-hint=‹size›», устанавливающая порог, после которого начинается активная сборку мусора. Размер может быть указан в байтах, килобайтах (1000 КБ), мегабайтах (300 МБ) или гигабайтах (1,5 ГБ).
  • Изменения в многопоточности
    • «Threads.@spawn» теперь имеет опциональный первый аргумент со значением »: default» или »: interactive». Интерактивная задача требует малой задержки отклика и рассчитана быть короткой или часто выполняемой. Интерактивные задачи будут выполняться в интерактивных потоках, если они указаны при запуске Julia.
    • Потоки, запущенные вне среды выполнения Julia (например, из C или Java), теперь могут вызывать код Julia, используя «jl_adopt_thread». Это происходит автоматически при вводе кода Julia через «cfunction» или точку входа »@ccallable». Как следствие, количество потоков теперь может изменяться во время выполнения.
  • Новые библиотечные функции
    • Новая функция «Iterators.flatmap».
    • Новая функция «pkgversion (m: Module)» для получения версии пакета, который загрузил данный модуль, аналогично «pkgdir (m: Module)».
    • Новая функция «stack (x)», которая обобщает «reduce (hcat, x: Vector{‹: Vector})» до любой размерности и допускает любой итератор итераторов. Метод «stack (f, x)» обобщает «mapreduce (f, hcat, x)» и является более эффективным.

    • Новый макрос для анализа выделенной памяти »@allocations», аналогичный »@allocated», за исключением того, что возвращает количество операций выделения памяти, а не общий размер выделенной памяти.

  • Новые возможности библиотеки
    • «RoundFromZero» теперь работает для типов, отличных от «BigFloat».
    • «Dict» теперь можно уменьшить вручную с помощью «sizehint!».
    • »@time» теперь указывает отдельно процент времени, потраченного на перекомпиляцию недействительных методов.
  • Изменения в стандартной библиотеке
    • Устранена проблема параллельного доступа в методах итерации для Dict и других производных объектов, таких как keys (:: Dict), values (:: Dict) и Set. Эти методы итерации теперь можно вызывать для Dict или Set параллельно для неограниченного количества потоков при условии, что нет действий, изменяющих словарь или набор.
    • Отрицание функции-предиката »! f» теперь возвращает составную функцию »(!) ∘ f» вместо анонимной функции.
    • Функции среза размерности теперь работают в нескольких измерениях: «eachslice», «eachrow» и «eachcol» возвращают объект «Slices», который позволяет выполнять диспетчеризацию для предоставления более эффективных методов.
    • В общедоступный API добавлен макрос »@kwdef».
    • Исправлена проблема с порядком операций в «fld1».
    • Сортировка теперь всегда стабильна по времени (переработан QuickSort).
    • «Base.splat» теперь экспортируется. Возвращаемое значение представляет собой тип «Base.Splat», а не анонимную функцию, что позволяет его красиво выводить.
  • Менеджер пакетов
    • «Package Extensions»: поддержка загрузки фрагмента кода из других пакетов, загружаемых в сеансе Julia. Применение сходное с пакетом «Requires.jl», но поддерживается предварительная компиляция и совместимость настроек.
  • Библиотека LinearAlgebra
    • Из-за риска путаницы с поэлементным делением удалены методы «a / b» и «b \ a» со скаляром «a» и вектором «b», которые были эквивалентны «a * pinv (b)».
    • Для вызова BLAS и LAPACK теперь применяется «libblastrampoline (LBT)». OpenBLAS поставляется по умолчанию, но сборка образа системы с другими библиотеками BLAS/LAPACK не поддерживается. Вместо этого рекомендуется использовать механизм LBT для замены BLAS/LAPACK на иной имеющийся комплект библиотек.
    • «lu» поддерживает новую стратегию поворота матрицы «RowNonZero ()», которая выбирает первый ненулевой элемент поворота для использования с новыми арифметическими типами и для учебных целей.
    • «normalize (x, p=2)» теперь поддерживает любое нормированное векторное пространство «x», включая скаляры.
    • Количество потоков BLAS по умолчанию теперь равно количеству потоков CPU на архитектуре ARM и половине числа потоков CPU на других архитектурах.
  • Printf: Для лучшей читаемости переработаны сообщения об ошибках для строк неправильного формата.

  • Profile: Новая функция «Profile.take_heap_snapshot (file)», которая записывает файл в формате ».heapsnapshot» на основе JSON, поддерживаемом в Chrome.

  • Random: randn и randexp теперь работают для любого типа AbstractFloat, определяющего rand.

  • REPL
    • Нажатие комбинации клавиш «Alt-e» теперь открывает текущий ввод в редакторе. Содержимое (если оно изменено) будет выполнено при выходе из редактора.
    • Текущий контекст модуля, активный в REPL, можно изменить (по умолчанию это Main) с помощью функции «REPL.activate (:: Module)» или путём ввода модуля в REPL и нажатия комбинации клавиш «Alt-m».
    • Режим «нумерованной подсказки», который выводит числа для каждого входа и выхода и сохраняет оценённые результаты в Out, может быть активирован с помощью «REPL.numbered_prompt!()».
    • Автодополнение с помощью табуляции отображает доступные аргументы ключевого слова.

  • SuiteSparse: Код для решателя «SuiteSparse» перемещён в «SparseArrays.jl». Решатели теперь повторно экспортируются «SuiteSparse.jl».

  • SparseArrays
    • Решатели «SuiteSparse» теперь доступны как подмодули «SparseArrays».
    • Режимы защиты потоков UMFPACK и CHOLMOD улучшены за счет исключения глобальных переменных и использования блокировок. Многопоточный «ldiv!» объектов UMFPACK теперь можно выполнять безопасно.
    • Экспериментальная функция «SparseArrays.allowscalar (:: Bool)» позволяет отключать или включать скалярное индексирование разрежённых массивов. Эта функция предназначена для обнаружения случайного скалярного индексирования объектов «SparseMatrixCSC», что является распространённым источником проблем с производительностью.

  • Новый отказоустойчивый режим для наборов тестов, который досрочно завершает тестовый запуск в случае сбоя или ошибки. Устанавливается либо через »@testset kwarg failfast=true», либо «export JULIA_TEST_FAILFAST=true». Подобное бывает необходимо в запусках CI для досрочного получения сообщений об ошибке.

  • Dates: Пустые строки больше не анализируются неправильно как допустимые значения «DateTime», «Dates» или «Times» и вместо этого выдают ошибку «ArgumentError» в конструкторах и синтаксическом анализе, в то время как «tryparse» ничего не возвращает.

  • Пакет Distributed
    • Конфигурация пакета (активный проект, «LOAD_PATH», «DEPOT_PATH») теперь распространяется при добавлении локальных рабочих процессов (например, с помощью «addprocs (N: Int)» или с помощью флага командной строки »--procs=N»).
    • «addprocs» для локальных рабочих процессов теперь принимает аргумент с именем «env» для передачи переменных окружения рабочим процессам.

  • Unicode: «graphemes (s, m: n)» возвращает подстроку от m-й до n-й графемы в «s».

  • Пакет DelimitedFiles вынесен из системных библиотек и теперь распространяется как отдельный пакет, который должен быть явно установлен для использования.

  • Внешние зависимости
    • В Linux автоматически определяется версия системной библиотеки libstdc++ и если она новее, то загружается. Старое поведение загрузки встроенной libstdc++ независимо от версии системы можно восстановить, установив переменную окружения «JULIA_PROBE_LIBSTDCXX=0».

    • Из бинарного файла julia удалён «RPATH», что может привести в Linux к поломке библиотек, которым не удалось определить переменную «RUNPATH».

    • Улучшения инструментов: Вывод «MethodError» и методов (например из «methods (my_func)») теперь оформлен и раскрашен в соответствии с принципом вывода методов при трассировке стека.



    Источник: http://www.opennet.ru/opennews/art.shtml? num=59112

© OpenNet