为什么Clojure会生成过多的.class文件？

Question

实际上，Clojure为每个函数创建一个类文件。因此，你会得到过多的.class文件。

我的问题是，为什么它会生成那么多.class文件，而不是在每个命名空间创建一个类并将所有函数放在那个.class文件中？

至少对于AOT编译，将那些.class文件合并是不是很好？我想知道背后的技术原因。

Answer 1

Clojure的编译器不是一个完整的程序编译器。编译的单位是顶级形式。因此，当你编译某个文件时，实际上是该文件中的每个顶级形式都单独编译，编译器一次只能“看到”一个顶级形式。

函数是闭包，所以它们不仅是代码，还包含闭包的值（类似于实例方法，闭包的值是实例的字段）。

例如

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

此代码有一个内部和外部函数，并编译成两个类。每次调用外部函数时，都会创建内部函数类的新实例，当它构造时传递x的值，并将其存储在某些实例字段中。

使用静态方法来实现fn的问题在于，fn是第一类值，而静态方法不是。你不能将静态方法作为参数传递等。有一些静态方法的first class表示形式，例如反射的Method和indy的MethodHandles，但反射被认为是较慢的，并且MethodHandles在Clojure最初创建时并不可用。在两种情况下，这些表示都无法实现Clojure的函数接口IFn，因此需要大量工作才能使它们工作（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，函数需要能够封闭值（实例字段），并需要某种first class表示（实例），因此静态方法是不可用的。

但是，Clojure编译器确实做一些优化，在可能的情况下为函数生成静态方法，在某些情况下将函数调用转换为静态方法调用。但是，它仍然生成实例方法版本（这仅调用静态方法），因为编译器并不能总是知道调用的是哪个静态函数，因此所有函数都必须支持相同的通用调用约定（作为一个实现IFn的实例）。

我正在致力于一种方法来处理https://clojure.atlassian.net/browse/CLJ-701的问题，我还没有发布任何补丁（它仍然无法工作），这使得编译器更积极地替换某些函数定义和调用，并将这些函数转换为静态方法，这完全消除了为这些函数生成单独类的要求，但这在范围上非常有限，并且只有立即在其定义之处调用并且定义不逃逸的函数才适用。这不会涵盖顶层def，因为def会使函数的值成为全局的，这就像逃逸的定义。

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谢谢信息！

Answer 2

我认为一个问题是在热加载时，你应该能够一次重新加载或加载一个函数，但在Java中，你不能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提供一个类，我们可以一次加载和重新加载一个函数，而不仅仅是一次namespace。

现在，我也记得我读到某种程度上，它是这样的，并且它从那里发展而来。我认为现在可能还有其他方法可以这样做，也许可以使用invoked dynamic和method handles，尽管这超出了我的理解，但如果新的JDK现在提供了这个选项，那么需要重写很多东西来改变它，这并不现实。

我知道的就是这样，但我无法确认这一点。

Answer 3

我很想知道你看到了“类文件过多”的具体副作用是什么？较大的jar包，长加载时间等？

你想要优化大量类文件的哪个方面？

多少个类文件算是太多？

Comments

我正在尝试将 JVM 字节码生成 WASM 代码。所以，我需要转换 .class 文件。问题是，每个函数都创建自己的类，结果就是文件数量非常多（1k+，根据项目大小而变化），因此这变得很耗时，这就是我为什么试图了解每个函数生成类的理由。