Вышел релиз языка программирования Julia 1.9

Опубликован релиз языка программирования Julia 1.9. Его синтаксис близок к MATLAB с заимствованием некоторых элементов из Ruby и Lisp. Код проекта распространяется под открытой лицензией MIT.

Ключевыми особенностями языка выступают высокая производительность, поддержка различных парадигм программирования, включая элементы объектно-ориентированного и функционального, динамическая типизация с опциональной возможностью явного указания типов, поддержка многих числовых типов данных и средств для распараллеливания вычислений, а также возможность прямого вызова функций из библиотек на языке Си без дополнительных прослоек.

Основные изменения в Julia 1.9 включают:

• выполнение присвоений в другом модуле с помощью «setproperty!(::Module, ::Symbol, x)»;

• 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» через Base.split_rest;

• поддержку литералами отдельных символов того же синтаксиса, что и строковыми;

• поддержку спецификации Unicode 15;

• использование в качестве параметров типа вложенных комбинаций кортежей и именованных кортежи символов;

• 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;

• экспорт макроса «@invoke», представленного в версии 1.7. 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;

• экспортирование функции «invokelatest» и макроса «@invokelatest», появившихся в версии 1.7;

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

• исправление проблемы квадратичной сложности выведения типов. Некоторые граничные случаи с автоматически сгенерированными длинными функциями (например, ModelingToolkit.jl с уравнениями в частных производных и большими причинно-следственными моделями) компилируются намного быстрее;

• оптимизацию вызовов с аргументами без конкретных типов 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;

• замену вариантов использования макроса @pure в модуле Base на Base.@assume_effects;

• отсутствие перекомпиляции пакета при вызовах invoke(f, invokesig, args…) с менее конкретными типами;

• определение доступного количества процессоров на основе CPU affinity параметром «—threads=auto» в Linux и Windows;

• отключение параметра «—math-mode=fast», вместо которого рекомендуется использовать макрос «@fastmath»;

• формат «auto | N[,auto|M]» у параметра «—threads», где M указывает количество создаваемых интерактивных потоков;

• опцию «—heap-size-hint=<size>», устанавливающую порог, после которого начинается активная сборка мусора. Размер может быть указан в байтах, килобайтах (1000 КБ), мегабайтах (300 МБ) или гигабайтах (1,5 ГБ);

• опциональный первый аргумент со значением «:default» или «:interactive» в «Threads.@spawn». Интерактивные задачи будут выполняться в интерактивных потоках, если они указаны при запуске Julia;

• вызов кода Julia потоками, запущенными вне среды выполнения, с использованием «jl_adopt_thread». Это происходит автоматически при вводе кода Julia через «cfunction» или точку входа «@ccallable»;

• функцию «Iterators.flatmap»;

• функцию «pkgversion(m::Module)» для получения версии пакета, который загрузил данный модуль, аналогично «pkgdir(m::Module)»;

• функцию «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;

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

• работу «RoundFromZero» для типов, отличных от «BigFloat»;

• ручное уменьшение «Dict» с помощью «sizehint!»;

• указание процента времени в «@time», потраченного на перекомпиляцию недействительных методов;

• устранение проблемы 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;

• возвращение составной функции «(!) ∘ f» вместо анонимной при отрицании функции-предиката «!f»;

• работу функции среза размерности в нескольких измерениях: «eachslice», «eachrow» и «eachcol» возвращают объект «Slices», который позволяет выполнять диспетчеризацию для предоставления более эффективных методов;

• макрос «@kwdef» в общедоступном API;

• исправление проблемы с порядком операций в «fld1»;

• стабильную сортировку по времени (переработан QuickSort);

• экспорт «Base.splat». Возвращаемое значение представляет собой тип «Base.Splat», а не анонимную функцию;

• поддержку загрузки фрагмента кода из других пакетов в менеджере пакетов «Package Extensions», загружаемых в сеансе Julia. Применение, сходное с пакетом «Requires.jl», но поддерживается предварительная компиляция и совместимость настроек;

• в библиотеке 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)»;

• применение для вызова BLAS и LAPACK «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;

• поддержку «lu» новой стратегии поворота матрицы «RowNonZero()», которая выбирает первый ненулевой элемент поворота для использования с новыми арифметическими типами и для учебных целей;

• поддержку любого нормированного векторного пространства «x», включая скаляры, в «normalize(x, p=2)»;

• уравнивание количества потоков BLAS по умолчанию с потоками CPU на архитектуре ARM и половиной числа потоков CPU на других архитектурах;

• переработку в Printf сообщений об ошибках для строк неправильного формата для лучшей читаемости;

• новую функцию «Profile.take_heap_snapshot(file)», которая записывает файл в формате «.heapsnapshot» на основе JSON, поддерживаемом в Chrome;

• работу randn и randexp для любого типа AbstractFloat, определяющего rand;

• открытие текущего ввода в редакторе при нажатии комбинации клавиш «Alt-e» в REPL. Содержимое (если оно изменено) будет выполнено при выходе из редактора;

• замену текущего контекста модуля, активного в REPL, с помощью функции «REPL.activate(::Module)» или путём ввода модуля в REPL и нажатия комбинации клавиш «Alt-m»;

• вывод числа для каждого входа и выхода и сохранение результата в Out в режиме «нумерованной подсказки», который может быть активирован с помощью «REPL.numbered_prompt!()»;

• автодополнение с отображением доступных аргументов ключевого слова;

• перемещение кода для решателя «SuiteSparse» в «SparseArrays.jl». Решатели теперь повторно экспортируются «SuiteSparse.jl»;

• доступность решателей «SuiteSparse» в качестве подмодулей «SparseArrays»;

• улучшение режимов защиты потоков UMFPACK и CHOLMOD за счёт исключения глобальных переменных и использования блокировок. Многопоточный «ldiv!» объектов UMFPACK теперь можно выполнять безопасно;

• функцию «SparseArrays.allowscalar(::Bool)», которая 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 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;

• распространение конфигурации пакета Distributed (активный проект, «LOAD_PATH», «DEPOT_PATH») при добавлении локальных рабочих процессов (например, с помощью «addprocs(N::Int)» или с помощью флага командной строки «—procs=N»);

• возвращение «addprocs» для локальных рабочих процессов аргумента с именем «env» для передачи переменных окружения рабочим процессам;

• возвращение подстроки от m-й до n-й графемы в «s»»graphemes(s, m:n)» в Unicode;

• вывод пакета DelimitedFiles из системных библиотек. Теперь он  распространяется как отдельный пакет, который должен быть явно установлен для использования;

• автоматическое определение версии системной библиотеки libstdc++ в Linux. Если она новее, то происходит загрузка. Старое поведение загрузки встроенной libstdc++ независимо от версии системы можно восстановить, установив переменную окружения «JULIA_PROBE_LIBSTDCXX=0»;

• удаление «RPATH» из бинарного файла julia, что может привести в Linux к поломке библиотек, которым не удалось определить переменную «RUNPATH»;

• сокращение вывода «MethodError» и методов (например из «methods(my_func)») в соответствии с принципом вывода методов при трассировке стека.

Язык Julia был разработан в Массачусетском технологическом институте и представлен в 2012 году. В 2015 его создатели — доктор Вирал Шах, профессор Алан Эдельман, доктор Джефф Безансон, Стефан Карпински — совместно с Дипаком Винчи и Кено Фишером основали компанию Julia Computing. Язык используют более чем 10 тыс. компаний по всему миру, включая AstraZeneca, BlackRock, Google, Intel, Microsoft, Moderna, Pfizer.