artigo java magazine 53 - Perspectivas para um Mundo Paralelo

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Perspectivas para um Mundo Paralelo

O que pode acontecer no mundo da programação na era das arquiteturas massiçamente paralelas

As próximas revoluções da Programação Concorrente: mudanças prometidas para o Java SE 7, técnicas de programação funcional e Memória Transacional

Há quanto tempo você programa em Java? Não vale dizer mais de 11 anos, pois o JDK 1.0 só foi lançado em janeiro de 1996. E mesmo esta data é “generosa”, pois o JDK 1.0 (cá entre nós) não passava de um brinquedinho; um beta disfarçado. O Java começaria a ser levado a sério a partir de 1997 (JDK 1.1.x), e começaria a exibir desempenho e funcionalidades competitivas com linguagens estabelecidas como C/C++ a partir de 2000 com o Java 2. O mesmo pode ser dito das plataformas-filhas, J2EE e J2ME, que nasceram há quase oito anos, mas também levaram alguns anos mais para conquistar a maturidade – e o lugar ao sol – que possuem hoje.

É bom lembrar como o Java ainda é novo. Quando me formei em Computação – no mesmo ano em que o Java era lançado – linguagens como C++ e Visual Basic dominavam, e poucos diriam que este domínio não iria durar décadas mais. Sim, muita gente conhecia linguagens “superiores” em algum aspecto, como Smalltalk ou Eiffel, mas parecia impossível quebrar diversos obstáculos:

·       A superioridade de desempenho de linguagens de baixo nível, como C e C++, quando comparadas a linguagens mais “puras” como Smalltak;

·       A facilidade de uso de ambientes de desenvolvimento rápido, como VB e Delphi;

·       O enorme investimento feito por fornecedores de plataformas e ferramentas, como Microsoft, Borland etc., bem como seus clientes, sem falar no treinamento de muitos desenvolvedores;

·       A dificuldade (então considerada alta) de novos paradigmas como Orientação a Objetos (embora a linguagem C++ fosse popular, poucos programadores a usavam de forma realmente OO);

·       Resistência a mudanças em geral. (Isso era ainda pior antes da crise do Y2K, que “chacoalhou” mesmo as corporações mais conservadoras para repensar suas estratégias de TI.)

Mas apesar de tudo isso, o mundo do desenvolvimento virou de pernas para o ar, e não foi só na adoção do Java: também em outras frentes como o surgimento da Internet e o crescimento do movimento de software livre, ambos com grande impacto sobre todo o cenário do desenvolvimento de software.

Nada mais natural então do que imaginar quais serão as próximas mudanças. Por exemplo, existirá uma edição 173 da Java Magazine, daqui a dez anos? Certamente a Sun, o JCP e outros guardiões do Java ainda estarão por aí, promovendo o Java SE 12. Mas isso não será suficiente, se for um “novo COBOL” relegado à manutenção de aplicações empoeiradas. Será que o Java continuará tendo a importância que tem hoje por muito mais tempo? E se continuar firme e forte, o Java de 2017 será reconhecível comparando-se com o que temos hoje?

A necessidade de novas linguagens

Novas linguagens de programação não são inventadas somente por esporte. Existem duas forças principais que motivam a sua criação e modificação.

Evolução da tecnologia

Idéias inovadoras, inicialmente consideradas ineficientes, podem com o tempo ser utilizadas de forma mais ampla, devido à evolução das técnicas de implementação. Um bom exemplo é a própria Orientação a Objetos, que surgiu nos anos 70, mas por muito tempo foi sinônimo de código lento e inchado. Somente após duas décadas de pesquisas e aperfeiçoamentos em compiladores, linguagens OO puderam se livrar deste estigma, sendo hoje usadas até em software de tempo real.

Citando exemplos mais próximos a nós, características do Java como gerenciamento de memória automático (com Garbage Collection) e bytecode portável (com execução em uma VM) seguiram o mesmo caminho – da obscuridade de linguagens acadêmicas ao domínio do mercado, com as plataformas Java e .NET. Neste segundo caso o caminho foi ainda mais longo, pois são tecnologias anteriores mesmo à Orientação a Objetos. Ambas datam do início dos anos 60, mas atingiram maturidade tecnológica apenas há poucos anos – e tendo a JVM como principal protagonista da “arrancada final”.

Pressão das demandas do mercado

O mercado sempre quer ferramentas que atendam às necessidades de projetos cada vez maiores e mais complexos, e com tempo e custo de desenvolvimento menores. Este fator não é algo especial ao desenvolvimento de software; é um lugar-comum na tecnologia e na indústria em geral, embora seja mais acentuado no nosso campo profissional.

Outros fatores complicam a vida dos designers de linguagens de programação. Por exemplo, o perfil profissional dos programadores é cada vez mais diferenciado. Se nos anos 50 quase 100% dos desenvolvedores eram engenheiros ou matemáticos, hoje há muita variedade de cursos e profissões que envolvem programação, muitas especializações; vários paradigmas, ideologias e metodologias competidoras. Até mesmo entre os que usam a mesma ferramenta primária, como a linguagem Java, existe grande variedade de gostos e estilos – haja vista o enorme número de soluções para certos problemas, como frameworks web. E num extremo, temos cada vez mais programação sendo feita por não-profissionais sem treinamento formal em computação: economistas e administradores criando macros complexas com o Excel, designers programando scripts do Flash ou JavaScript, analistas de negócio modelando detalhes do comportamento de sistemas com UML, e assim por diante.

As próximas forças

Vamos tentar identificar os fatores – “forças de design” – que irão motivar as próximas mudanças na área de programação. Existem algumas forças muito importantes e fáceis de identificar.

Escalabilidade por paralelismo

Chegamos ao fim a “era dos Gigahertz”, fato que já comentei nesta coluna e já passou de revelação a clichê. A indústria de semicondutores atingiu barreiras físicas que inviabilizam a escalada da velocidade das CPUs, pelo menos no ritmo com que nos havíamos acostumado nas décadas de 80 e 90.

Aliás, uma curiosidade que me aconteceu este ano foi reler “O Universo numa Casca de Noz”, um livro de 2002 do físico Stephen Hawking, e encontrar uma figura falando da evolução das CPUs – projetando 10 GHz para... 2007!1. Este ano já está acabando e ainda não temos nem metade disso.

Em compensação, temos mais CPUs; para ser exato, mais cores (núcleos) nas novas arquiteturas multi-core. No momento em que escrevo este artigo, já existem produtos de massa (computadores pessoais e até consoles de jogos) com até quatro núcleos. E isso é só o começo; logo teremos centenas ou mais núcleos por CPU.

Na vanguarda atual, a Sun já está com o chip “Rock” de 16 núcleos em produção experimental (à venda em 2008), e na Intel o projeto de pesquisa TeraScale já demonstra 80 núcelos numa única CPU (esse projeto, mais verde, ainda levará alguns anos para resultar em produtos de mercado). Mesmo hoje, já temos o chip Vega2 da Azul Systems que tem 48 núcleos, porém este é um chip bem mais limitado que os outros mencionados, sendo aproxidamente equivalente2 a um Niagara 2 da Sun (que tem 8 núcleos físicos, mas 32 threads via hyper-threading).