为何Clojure会生成过多的.class文件？

Question

实际上，Clojure会为每个函数创建一个类文件。结果就是产生过多的.class文件。

我的问题是，为什么它生成这么多.class文件，而不是按命名空间创建一个类，将所有函数放在那个.class文件中呢？

至少对于AOT编译，将那些.class文件合并起来会好很多？我想知道其背后的技术原因。

Answer 1

Clojure的编译器不是一个整体程序编译器。编译的单位是顶级形式。因此，即使您是“编译此文件”，实际上也会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，所以它们不仅仅是代码（如静态方法），它们是代码 + 封闭的值（如实例方法，其中封闭的值是实例的字段）。

例如

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

这段代码有一个内部函数和外部函数，并编译成两个类。每次调用外部函数时，都会得到一个内部函数类的新的实例，该实例在构造时传入x的值，并将其存储在某个实例字段中。

使用静态方法实现函数的另一个问题是，函数是一等公民值，而静态方法不是。你不能将静态方法作为参数传递等。反射的Method和indy的MethodHandles提供了静态方法的一些一等表示，但反射被认为是较慢的，而且当Clojure首次创建时，MethodHandles不可用。无论如何，这两个表示都不能实现Clojure的函数接口IFn，因此需要做大量工作才能使它们工作（可能需要重新设计Clojure调用函数的方式以使用调用动态）。

在一般情况下，函数需要能够封闭值（实例字段），并且需要有某种一等表示（实例），因此静态方法不可行。

但是，Clojure编译器确实在某些情况下会进行一些优化，可以为一个函数生成一个静态方法，并在某些情况下将函数调用转换为静态方法调用。但它仍然会生成实例方法版本（只需调用静态方法），因为编译器不能总是判断正在调用哪个静态函数，所以所有函数都必须支持相同的通用调用约定（作为一个实现IFn的实例）。

我正在研究一种https://clojure.atlassian.net/browse/CLJ-701的方法，我还没有发布任何补丁（它仍然不起作用），这会导致编译器更积极地替换某些函数定义和调用为静态方法，这样可以完全避免为这些函数生成单独的类，但它的应用范围非常有限，并且只限于在定义函数的地方立即调用且其定义未逃逸的函数。这不会涵盖顶层的定义，因为def将函数的值设置为全局的，有点像是逃逸的定义。

Comments

感谢信息！

Answer 2

我认为一个问题是在热加载时，你想要能够一次重新加载或加载一个函数，但是在Java中，你无法向现有类添加或更新方法，但是可以在类级别上这样做，因此，通过每个函数一个类，我们可以一次加载和重新加载一个函数，而不仅仅是命名空间。

现在，我也记得阅读过它就是这样制作的，然后才逐步发展。我认为也许现在可能还有其他方法可以这样做，可能使用调用动态和方法处理，尽管这超出了我的理解，但如果新的JDK提供这种选项，则需要重写大量内容以进行更改，这并不现实。

我知道这是怎么回事，但我无法确认。

Answer 3

我想了解您所看到的'太多类文件'的具体副作用是什么？文件更大、加载时间更长等？

您想优化大量类文件的哪个方面？

多少个类文件算太多？

Comments

我正在尝试将JVM字节码转换为WASM代码。因此，我需要将.class文件转换为这些东西。问题是，每个函数都为其创建类（们），结果是文件数量巨大（1k+，根据项目大小而变化），因此这变得耗时，这就是我试图了解为什么每个函数都需要生成类的理由。