为什么Clojure会生成过多的.class文件？

Question

结果是Clojure为每个函数创建一个类文件。因此，你得到了太多的.class文件。

我的问题是，为什么不按命名空间创建一个类文件，而是将所有函数都放入该.class文件中，而是生成那么多的.class文件呢？

至少对于AOT编译，将这些.class文件合并在一起会好得多？我想知道背后的技术原因。

Answer 1

Clojure的编译器不是一个整程序编译器。编译的单位是顶级形式。所以当你说“编译这个文件”时，实际上要编译该文件中的每个顶级形式，编译器一次只能“看到”一个顶级形式。

函数是闭包，因此它们不仅仅是代码（像静态方法一样），它们是代码+封闭的值（像实例方法，其中的封闭值是实例的字段）。

例如

(fn [x] (fn [y] [x y]))

此代码包含一个内部函数和一个外部函数，编译后生成两个类。每次调用外部函数时，都会创建一个新的内部函数类的实例，该实例在构造时传递x的值，并将x存储在某些实例字段中。

使用静态方法实现函数还有另一个问题，即函数是一级值，而静态方法则不是。你无法将静态方法作为参数传递，等等。可用反射的Method和indy的MethodHandles提供一些静态方法的一级表示，但反射被认为是较慢的，并且MethodHandles在clojure最初创建时是不可用的。在任何情况下，这两种表示都无法实现clojure的函数接口IFn，因此需要大量工作才能使其工作(可能需要重新设计clojure调用函数的方式以使用invoke动态)。

在一般情况下，函数需要能够封装值（实例字段），并且需要有一种一级表示（实例），因此静态方法不可取。

然而，clojure编译器确实在可能的情况下会进行一些优化，它可以生成某个函数的静态方法，并在某些情况下将函数调用转换为静态方法调用。但它仍然生成了实例方法版本（这仅仅调用静态方法），因为编译器不能总是确定正在调用哪个静态函数，因此所有函数都必须支持相同的通用调用约定（成为一个实现IFn的实例）。

我一直致力于研究针对https://clojure.atlassian.net/browse/CLJ-701的方法（我尚未发布任何补丁，它仍然不起作用），这会导致编译器更积极地用静态方法替换某些函数定义和调用，并且完全消除了为这些函数生成单独类的需求，但它范围极广，并且仅限于在其中立即调用的函数，它们的定义没有逃离。这不会涵盖顶级定义，因为def使函数的值成为全局的，这有点像逃离的定义。

Comments

感谢提供这些信息！

Answer 2

我认为其中一个问题是，在进行热加载时，你希望能够逐个加载或重新加载单个函数，但在Java中，你无法在现有类上添加或更新方法，但你可以在类级别上这样做，因此通过为每个函数创建一个类，我们可以逐个加载和重新加载一个函数，而不是一次只加载一个命名空间。

现在，我也记得阅读过在某种程度上，它是如何制作的，并从这里演变而来的。我认为也许现在可能会有其他方法来做这件事情，可能使用invoked dynamic和method handles，尽管这超出了我的理解，但如果新的JDK现在提供这种选项，那么需要重写很多东西来改变它，这是不现实的。

我知道这些，但我无法确认这一点。

Answer 3

我对您看到的‘产生过多的类文件’的具体副作用感到好奇？更大的JAR文件、长的require时间等？

您正在寻求优化大量类文件中的哪个方面？

有多少个类文件算是太多？

Comments

我正在尝试从JVM字节码生成WASM代码。所以我需要将.class文件转换为WASM。问题是，每个函数都为自身创建类（s），结果是文件数量非常多（1k+，根据项目大小变化），因此这变得耗时，这就是为什么我想了解每个函数生成类的背后的原因。