JavaプログラマこそScalaやClojureを試してみよう!

1. JavaからScala、そしてClojureへ
実務で活きる関数型プログラミング

2. lagénorhynque 🐬カマイルカ
(defprofile lagénorhynque
:id @lagenorhynque
:readings ["/laʒenɔʁɛ̃
k/" "ラジェノランク"]
:aliases ["カマイルカ" "🐬"]
:languages [Java Japanese ; native languages
Clojure Haskell ; functional languages
English français] ; European languages
:interests [programming
language-learning
law politics
mathematics])

3. 1. 私と仙台
2. 私と関数型言語
3. Opt Technologiesと関数型言語
4. 関数型プログラミングの実践例
5. 関数型プログラミング的な発想

4. 私と仙台

5. プライベート
岐阜出身
2012年春〜: 東京
2022年春〜: 千葉
仙台/宮城/東北に接点は(たぶん)なさそう
が以前から気になっている🐬
仙台うみの杜水族館

6. 仕事(オプト)
オプトの は主に仙台拠点で
開発運用されていた
2017年頃から東京の開発部門も関わり始める
そのタイミングで東京所属の私もジョイン
2018年には仙台拠点へ出張する機会も
2021年にフルリモートワーク前提で東京と仙台
の開発部門が統合された
現在も仙台在住のメンバーと日常的に一緒に仕事
している
広告運用支援ツール群

7. 私と関数型言語

8. year event
2011 大学(法学部) 4年で初めてプログラミングに
少し触れる: SQL, Java
2012 前職の会社に新卒入社し、
Javaでの業務システム開発に携わり始める
2014 趣味で関数型言語に傾倒する:
Haskell, Clojure, Erlang, Scala, OCaml, etc.
2015 Clojure, Haskell, Scalaの勉強会に参加する
ようになり、のちの同僚とも出会う

9. year event
2016 オプトに中途入社し、
大規模なScala開発を経験する
2017 開発中のプロダクトの小さなバッチに
Clojureを社内初導入する
2018 新規プロダクトのREST API実装にClojureを
採用する
2019 新規プロダクトのGraphQL API実装に
Clojureを採用する
2021 開発チームを離れ、開発組織横断的な技術
マネジメント業務へ

10. 発表:
at on 2017/01/28
JavaプログラマこそClojureを始めようという悪魔
の誘い😈
JavaからClojureへ
第十八回#渋谷java

11. 発表:
at on 2019/07/25
オプトでのClojure採用から普及の歴史⚔️について
ジョーク成分多めに紹介
Clojurian Conquest
Shibuya.lisp lispmeetup #78

12. 記事: Clojureをプロダクトに導入した話

13. 記事: サービス間連携のためのGraphQL APIをClojure
で開発している話

14. Opt Technologiesと関数型言語

15. 社内での関数型言語利用の歴史

16. 発足(2016年)以前から前身とな
った開発会社でメイン開発言語だった
近年はバックエンド開発の利用言語が多様化して
いるが、引き続き主要言語のひとつ
2017年の導入からシェアが拡大し、重要なプロ
ダクトを支える言語のひとつになった
当初は一人しか経験者がいなかったが、継続的に
開発可能な体制に成熟してきた
Scala
Opt Technologies
Clojure

17. 2018年頃に導入を試みたが、プロダクト開発が
諸事情により中止になり現存しない😇
開発者向け管理画面のために小さく使われている
例がある
上記HaskellプロダクトのWebフロントエンドに
も採用されていた
cf.
Haskell
Elm
Opt Technologiesの主な利用技術

18. 関数型プログラミングの実践例

19. Java
オブジェクト指向・非関数型言語
静的型付き言語
JVM言語
関数型プログラミング関連機能が充実してきた
cf.
// メソッドの定義
jshell> void hello(Object x) {
...> System.out.println("Hello, %s!".formatted(x));
...> }
| created method hello(Object)
// メソッドの呼び出し
jshell> hello("Java")
Hello, Java!
jshell コマンド

20. Scala
オブジェクト指向・関数型言語
静的型付き言語
JVM言語
オブジェクト指向に関数型が溶け込んだ言語
cf.
// メソッドの定義
scala> def hello(x: Any): Unit =
| println(s"Hello, $x!")
|
def hello(x: Any): Unit
// メソッドの呼び出し
scala> hello("Scala")
Hello, Scala!
scala コマンド

21. Clojure
非オブジェクト指向・関数型言語
動的型付き言語
JVM言語
オブジェクト指向を嫌い関数型を志向したLisp
cf. +
;; 関数の定義
user=> (defn hello [x]
#_=> (println (str "Hello, " x "!")))
#'user/hello
;; 関数の呼び出し(適用)
user=> (hello "Clojure")
Hello, Clojure!
nil
clojure コマンド rebel-readline

22. とあるプロダクトのJavaコード(抜粋)
return mediaProcessLogDao.selectMediaProcessLogs(baseDate,
modifiedEntities).stream()
.map(this::normalizeTargetIndexIfAdvertise)
.collect(Collectors.groupingBy(MediaProcessLogEntity::getKey))
.entrySet().stream().collect(toMap(
Map.Entry::getKey,
group -> {
List<MediaProcessLogEntity> entities = group.getValue();
if (entities.stream()
.allMatch(MediaProcessLogEntity::isEmpty)) {
return true;
}
return entities.stream()
.filter(e -> !e.isEmpty())
.allMatch(MediaProcessLogEntity::isImported);
}));

23. 問題を単純化すると
エンティティのリストをその要素のキーごとにグルー
ピングし、個々のグループの値が特定の条件を満たす
かどうかを表す対応表(マップ)がほしい。
どのようなプログラムに落とし込む?

24. Java: サンプルデータ
jshell> record Entity(int key, String x) {}
| created record Entity
jshell> final var entities = List.of(
...> new Entity(3, "a"),
...> new Entity(1, "b"),
...> new Entity(2, "c"),
...> new Entity(1, "d"),
...> new Entity(1, "e")
...> )
entities ==> [Entity[key=3, x=a], Entity[key=1, x=b],
Entity[k ... x=d], Entity[key=1, x=e]]

25. Java: 命令型(imperative)のアプローチ
jshell> final var keyToEntities =
...> new HashMap<Integer, List<Entity>>();
...> for (final var e : entities) {
...> final var es = keyToEntities.getOrDefault(e.key(),
...> new ArrayList<Entity>());
...> es.add(e);
...> keyToEntities.put(e.key(), es);
...> }
keyToEntities ==> {}
jshell> keyToEntities
keyToEntities ==> {1=[Entity[key=1, x=b], Entity[key=1, x=d],
Entity[key=1, x=e]], 2=[Entity[key=2, x=c]],
3=[Entity[key=3, x=a]]}

26. jshell> final var result = new HashMap<Integer, Boolean>();
...> for (final var entry : keyToEntities.entrySet()) {
...> result.put(entry.getKey(),
...> entry.getValue().size() > 1);
...> }
result ==> {}
jshell> result
result ==> {1=true, 2=false, 3=false}

27. Java: 関数型(functional)のアプローチ
※ REPLでの行継続のため行末に. を置いている
jshell> entities.stream().
...> collect(Collectors.groupingBy(Entity::key)).
...> entrySet().stream().
...> collect(Collectors.toMap(
...> Map.Entry::getKey,
...> group -> group.getValue().size() > 1
...> ))
$3 ==> {1=true, 2=false, 3=false}

28. Scala: サンプルデータ
scala> case class Entity(key: Int, x: String)
// defined case class Entity
scala> val entities = Seq(
| Entity(3, "a"),
| Entity(1, "b"),
| Entity(2, "c"),
| Entity(1, "d"),
| Entity(1, "e"),
| )
val entities: Seq[Entity] = List(Entity(3,a), Entity(1,b),
Entity(2,c), Entity(1,d), Entity(1,e))

29. Scala: 関数型(functional)のアプローチ
scala> entities.
| groupBy(_.key).
| view.
| mapValues(_.length > 1).
| toMap
val res0: Map[Int, Boolean] = Map(1 -> true, 2 -> false,
3 -> false)

30. Clojure: サンプルデータ
user=> (def entities [#:entity{:key 3
#_=> :x "a"}
#_=> #:entity{:key 1
#_=> :x "b"}
#_=> #:entity{:key 2
#_=> :x "c"}
#_=> #:entity{:key 1
#_=> :x "d"}
#_=> #:entity{:key 1
#_=> :x "e"}])
#'user/entities

31. Clojure: 関数型(functional)のアプローチ
user=> (update-vals (group-by :entity/key entities)
#_=> #(> (count %) 1))
{3 false, 1 true, 2 false}

32. 考察: 命令型(imperative)のアプローチ
2種類の変数とfor文によるループ処理
変数やメソッドの命名、レイアウトなどの工夫を
しないとコードの意図が埋もれがち
文(statement)が登場し、命令(コマンド)の並びとし
て表現されている
マップやリストが破壊的に更新されている: 可変
(mutable)データ
変数への再代入を封じる(Javaではfinal を付ける)
だけでも安心感が高まる

33. 考察: 関数型(functional)のアプローチ
リストをグルーピングし、マップの値を変換すると
いう意図が関数/メソッドで表されている
引数で振る舞いを指定している: 高階関数
(higher-order function)
与えているのは無名関数(anonymous function)/
ラムダ式(lambda expression)
cf. オブジェクト指向のStrategyパターン
関数型言語では汎用的で高機能な関数/メソッド
が標準で充実している

34. 全体が式(expression)で構成され、データの変換と
して表現されている
今回の例では途中過程にローカル変数もない
関数型言語では簡潔に関数を組み合わせ加工する
手段が豊富に用意されている
コード上で更新される変数やデータは見当たらない
調べてみると初期化以降にデータが更新されてい
ないことが分かる: 不変(immutable)データ
関数型言語ではデフォルトで変数は再代入でき
ず、不変データを利用しやすくなっていることが
多い

35. 関数型プログラミング的な発想

36. 「イミュータビリティ」と「コンポーザビリティ」を
重視する

37. イミュータビリティ(immutability; 不変性)
形容詞形: イミュータブル(immutable; 不変)
対義語: ミュータビリティ(mutability; 可変性)、
ミュータブル(mutable; 可変)
もとのまま変化しない(させられない)性質
凍結するイメージ? 🧊
破壊的な更新操作(再代入、更新、削除)を提供せ
ず、作成(初期化)し、取得する(読み取る)ことに
徹する

38. 主なメリット
可読性や変更容易性、コンポーザビリティが向上
しやすくなる
デバッグやテストも容易になる
並行プログラミング、分散システムと相性が良い
プログラミング言語に限らない例
イミュータブルインフラストラクチャ
台帳データベース、追記型のRDBテーブル設計
バージョン管理システム

39. コンポーザビリティ(composability; 合成可能性)
形容詞: コンポーザブル(composable; 合成可能)
要素同士が組み合わせられる性質
LEGOブロックのイメージ? 🧱

40. 主なメリット
再利用性や拡張性が向上する
高凝集で疎結合な「モジュール」(ソフトウェア
コンポーネント)に繋がる
プログラミング言語に限らない例
Pipes & Filters
Ports & Adapters (ヘキサゴナルアーキテクチャ)
Single Responsibility Principle (SRP)
( によるプレゼン)
UNIX哲学
Simple Made Easy Rich Hickey

41. 関数型プログラミングは楽しい😆
関数型言語は怖くない( JavaプログラマこそScalaや
Clojureを試してみよう! )。
思考のリソースを節約し、扱いやすいソフトウェアを
設計するために、その発想を活かそう。

42. Further Reading

43. コミュニティイベント
: Haskell
: Lisp系言語(Clojure, Common Lispな
ど)
: Elixir
: Scala
Haskell-jp
Shibuya.lisp
fukuoka.ex/kokura.ex/ElixirImp
rpscala

44. 書籍
: Scala, Erlang, Clojure,
Haskell
cf. (原書続
編): Elixir, Elm, Idris
Scala
『7つの言語7つの世界』
Seven More Languages in Seven Weeks
『実践Scala入門』
『Scalaスケーラブルプログラミング第4版』
『Scala関数型デザイン＆プログラミング』

45. Clojure
cf. (原書第3
版)
Haskell
『プログラミングClojure 第2版』
Programming Clojure, Third Edition
Getting Clojure
Clojure Applied
『［増補改訂］関数プログラミング実践入門』
『プログラミングHaskell 第2版』
『すごいHaskellたのしく学ぼう！』
『Haskell入門関数型プログラミング言語の基礎と
実践』

46. OCaml
Erlang
Elixir
『プログラミングの基礎』
『プログラミングin OCaml』
『プログラミングErlang』
『すごいErlangゆかいに学ぼう！』
『プログラミングElixir（第2版）』