Kann die JVM jemals die Schwanzrekursionsoptimierung unterstützen?

Behindert die JVM die Schwanzrekursionsoptimierung?

Ein häufiges Missverständnis ist, dass die Java Virtual Machine (JVM) die Schwanzrekursionsoptimierung ausschließt. Dieses Missverständnis geht auf ein Zitat zurück, in dem behauptet wird, dass Scala, eine funktionale Sprache, aufgrund einer „grundlegenden Einschränkung der JVM“ außer in selbstrekursiven Funktionen keine Unterstützung für die Eliminierung von Tail-Calls bietet.

Verstehen der Einschränkung

Um diese angebliche Einschränkung zu verstehen, ist es wichtig, sich mit den zugrunde liegenden Gründen zu befassen, die die Tail-Rekursionsoptimierung in der JVM behindern:

• Sicherheitsüberlegungen: Das Sicherheitsmodell der JVM schreibt vor, dass jederzeit ein Stack-Trace verfügbar sein muss. Die Optimierung der Tail-Rekursion würde Teile des Stapels löschen und möglicherweise diese Anforderung gefährden.
• Einbußen bei der Leistung: Das Entfernen der Tail-Rekursion aus dem Stapel kann zu erheblichen Auswirkungen auf die Leistung führen, wie dies auch der Interpreter tun würde müssen zusätzliche Prüfungen durchführen, um den Stack-Trace aufrechtzuerhalten.

Neueste Entwicklungen

Trotz dieser Einschränkungen wurden in jüngster Zeit Fortschritte erzielt, die darauf abzielen, diese Herausforderungen zu mildern:

• Da Vinci Machine Project: Das Tail Call-Unterprojekt zielt darauf ab, die Tail-Rekursionsoptimierung in die JVM einzuführen. Das Projekt befindet sich derzeit bei „Proto 80 %“ und wird voraussichtlich in Java 8 oder höher enthalten sein.
• Bytecode-Änderungen: Forscher schlagen vor, den Bytecode der JVM zu ändern, um die Schwanzrekursionsoptimierung ohne Gefährdung zu unterstützen Sicherheit oder Leistung. Solche Änderungen würden eine neue Bytecode-Version erfordern.

Aktueller Status

Derzeit unterstützt die JVM die Schwanzrekursionsoptimierung nicht vollständig. Die laufenden Bemühungen innerhalb der Java-Community zielen jedoch darauf ab, diese Einschränkung zu beseitigen und möglicherweise den Weg für verbesserte funktionale Programmierfunktionen in der Zukunft zu ebnen.

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