使用多个绑定，doseq 会导致 "ClassFormatError: Invalid Method Code length"

Question

性能注意 新的实现对于自定义 reducible 但不切分的集合更快，并且对于大量绑定也更快。原始实现为切分集合进行了手动优化，并在较大的切分集合/较小绑定计数场景中获胜，这可能是由于 reduce 的 fn 调用/返回跟踪开销。详细信息请参阅注释。
筛选者
补丁 doseq.patch

`
user=> (def a1 (range 10))

'user/a1

user=> (doseq [x1 a1 x2 a1 x3 a1 x4 a1 x5 a1 x6 a1 x7 a1 x8 a1] (do))
CompilerException java.lang.ClassFormatError: Invalid method Code length 69883 in class file user$eval1032, compiling:(NO_SOURCE_PATH:2:1)
`

虽然这个例子很愚蠢，但我们已经遇到这个问题几次。当只有几行代码时，突然出现代码长度错误会感到相当惊讶。

Answer 1

评论者：hiredman

在 JDK 1.8.0 和 Clojure 1.6 中可以复现

Answer 2

评论者：bronsa

解决这个问题的一个潜在方法是让 doseq 生成中间函数，就像 for 那样，而不是直接展开所有代码。

Answer 3

评论者：gshayban

Existing doseq handles chunked-traversal internally, deciding the
mechanics of traversal for a seq.  In addition to possibly conflating
concerns, this is causing a code explosion blowup when more bindings are
added, approx 240 bytes of bytecode per binding (without modifiers).

This approach redefs doseq later in core.clj, after protocol-based
reduce (and other modern conveniences like destructuring.)

It supports the existing :let, :while, and :when modifiers.

New is a stronger assertion that modifiers cannot come before binding
expressions.  (Same semantics as let, i.e. left to right)

valid:  (link: x coll :when (foo x))
invalid: (link: :when (foo x) x coll)

This implementation does not suffer from the code explosion problem.
About 25 bytes of bytecode + 1 fn per binding.

Implementing this without destructuring was not a party, luckily reduce
is defined later in core.

Answer 4

评论者：jafingerhut

对于任何审查此补丁的人来说，请注意，文件 test/clojure/test_clojure/for.clj 中已经有了针对 doseq 功能正确性的许多测试。虽然可能一开始不明显，但每个使用 deftest-both 定义的 'for' 测试实际上是针对 'for' 和 'doseq' 的测试。

关于 doseq 的当前实现：问题并不仅仅是每个绑定的字节数太多，而是代码的大小会随着每个额外绑定的增加而**翻倍**。请查看以下结果，此处衡量的是宏展开形式的大小，而不是字节码大小，但这两者之间应该有很大的线性关系

`
(defn formsize [form]
(count (with-out-str (print (macroexpand form)))))

user=> (formsize '(doseq [x (range 10)] (print x)))
652
user=> (formsize '(doseq [x (range 10) y (range 10)] (print x y)))
1960
user=> (formsize '(doseq [x (range 10) y (range 10) z (range 10)] (print x y z)))
4584
user=> (formsize '(doseq [x (range 10) y (range 10) z (range 10) w (range 10)] (print x y z w)))
9947
user=> (formsize '(doseq [x (range 10) y (range 10) z (range 10) w (range 10) p (range 10)] (print x y z w p)))
20997
`

以下是2014年6月25日Ghadi补丁 doseq.patch后的相同表达式的结果

user=> (formsize '(doseq [x (range 10)] (print x))) 93 user=> (formsize '(doseq [x (range 10) y (range 10)] (print x y))) 170 user=> (formsize '(doseq [x (range 10) y (range 10) z (range 10)] (print x y z))) 247 user=> (formsize '(doseq [x (range 10) y (range 10) z (range 10) w (range 10)] (print x y z w))) 324 user=> (formsize '(doseq [x (range 10) y (range 10) z (range 10) w (range 10) p (range 10)] (print x y z w p))) 401

当然，看看带和不带此补丁的性能结果也很好。

Answer 5

评论者：stu

以下测试中，新实现称为 "doseq2"，而原始实现称为 "doseq"

`
(def hund (into [] (range 100)))
(def ten (into [] (range 10)))
(def arr (int-array 100))
(def s "superduper")

;; 大序列，少量绑定：doseq2 失败
(dotimes [_ 5]
(time (doseq [a (range 100000000)])))
;; 1.2秒

(dotimes [_ 5]
(time (doseq2 [a (range 100000000)])))
;; 1.8秒

;; 小型非分块可归约序列，少量绑定：doseq2 胜出
(dotimes [_ 5]
(time (doseq [a s b s c s])))
;; 0.5秒

(dotimes [_ 5]
(time (doseq2 [a s b s c s])))
;; 0.2秒

(dotimes [_ 5]
(time (doseq [a arr b arr c arr])))
;; 40毫秒

(dotimes [_ 5]
(time (doseq2 [a arr b arr c arr])))
;; 8毫秒

;; 小型分块可归约序列，少量绑定：doseq2 失败
(dotimes [_ 5]
(time (doseq [a hund b hund c hund])))
;; 2毫秒

(dotimes [_ 5]
(time (doseq2 [a hund b hund c hund])))
;; 8毫秒

;; 更多绑定：doseq2 胜出越多
(dotimes [_ 5]
(time (doseq [a ten b ten c ten d ten ])))
;; 2毫秒

(dotimes [_ 5]
(time (doseq2 [a ten b ten c ten d ten ])))
;; 0.4毫秒

(dotimes [_ 5]
(time (doseq [a ten b ten c ten d ten e ten])))
;; 18毫秒

(dotimes [_ 5]
(时间 (doseq2 [a 十 b 十 c 十 d 十 e 十]))
;; 1毫秒
`

Answer 6

评论者：gshayban

嗯，我无法重现你的结果。

你是在使用lein测试吗？在什么平台上，什么jvm选项。

我们能否使用这个小框架直接测试clojure.jar，而不是直接测试？我已经附上了框架和两次运行的结果（一个默认堆，另一个3GB G1GC）

我还添加了中等和小的范围（range）。

据我所知，除小范围外，doseq2在所有情况下都表现良好。criterium显示了更大的性能差距，有利于doseq2。

我将结果并排放置以方便查看。

`
core/doseq doseq2
"消耗时间：1610.865146毫秒" "消耗时间：2315.427573毫秒"
"消耗时间：2561.079069毫秒" "消耗时间：2232.479584毫秒"
"消耗时间：2446.674237毫秒" "消耗时间：2234.556301毫秒"
"消耗时间：2443.129809毫秒" "消耗时间：2224.302855毫秒"
"消耗时间：2456.406103毫秒" "消耗时间：2210.383112毫秒"

;; 中等范围，少量绑定
core/doseq doseq2
"消耗时间：28.383197毫秒" "消耗时间：31.676448毫秒"
"消耗时间：13.908323毫秒" "消耗时间：11.136818毫秒"
"消耗时间：18.956345毫秒" "消耗时间：11.137122毫秒"
"消耗时间：12.367901毫秒" "消耗时间：11.049121毫秒"
"消耗时间：13.449006毫秒" "消耗时间：11.141385毫秒"

;; 小范围，少量绑定
core/doseq doseq2
"消耗时间：0.386334毫秒" "消耗时间：0.372388毫秒"
"消耗时间：0.10521毫秒" "消耗时间：0.203328毫秒"
"消耗时间：0.083378毫秒" "消耗时间：0.179116毫秒"
"消耗时间：0.097281毫秒" "消耗时间：0.150563毫秒"
"消耗时间：0.095649毫秒" "消耗时间：0.167609毫秒"

;; 小块reducible，少量绑定
core/doseq doseq2
"消耗时间：2.351466毫秒" "消耗时间：2.749858毫秒"
"消耗时间：0.755616毫秒" "消耗时间：0.80578毫秒"
"消耗时间：0.664072毫秒" "消耗时间：0.661074毫秒"
"消耗时间：0.549186毫秒" "消耗时间：0.712239毫秒"
"消耗时间：0.551442毫秒" "消耗时间：0.518207毫秒"

core/doseq doseq2
"消耗时间：95.237101毫秒" "消耗时间：55.3067毫秒"
"消耗时间：41.030972毫秒" "消耗时间：30.817747毫秒"
"消耗时间：42.107288毫秒" "消耗时间：19.535747毫秒"
"消耗时间：41.088291毫秒" "消耗时间：4.099174毫秒"
"消耗时间：41.03616毫秒" "消耗时间：4.084832毫秒"

;; 小块reducible，少量绑定
core/doseq doseq2
"消耗时间：31.793603毫秒" "消耗时间：40.082492毫秒"
"消耗时间：17.302798毫秒" "消耗时间：28.286991毫秒"
"消耗时间：17.212189毫秒" "消耗时间：14.897374毫秒"
"消耗时间：17.266534毫秒" "消耗时间：10.248547毫秒"
"消耗时间：17.227381毫秒" "消耗时间：10.022326毫秒"

;; 更多绑定
core/doseq doseq2
"消耗时间：4.418727毫秒" "消耗时间：2.685198毫秒"
"消耗时间：2.421063毫秒" "消耗时间：2.384134毫秒"
"消耗时间：2.210393毫秒" "消耗时间：2.341696毫秒"
"消耗时间：2.450744毫秒" "消耗时间：2.339638毫秒"
"消耗时间：2.223919毫秒" "消耗时间：2.372942毫秒"

core/doseq doseq2
"消耗时间：28.869393毫秒" "消耗时间：2.997713毫秒"
"消耗时间：22.414038毫秒" "消耗时间：1.807955毫秒"
"消耗时间：21.913959毫秒" "消耗时间：1.870567毫秒"
"消耗时间：22.357315毫秒" "消耗时间：1.904163毫秒"
"消耗时间：21.138915毫秒" "消耗时间：1.694175毫秒"
`

Answer 7

评论者：gshayban

基准测试中包含空 doseq 主体是为了隔离遍历的开销，这是很好的。然而，这仅占实际代码的0%。

至少对于第一个基准测试（大块 seq），加入一些微量的工作并没有显著改变结果。对于 (map str (link: a)) 也没有。

`
(range 10000000) => (map str [a])
core/doseq
"执行时间：586.822389 毫秒"
"执行时间：563.640203 毫秒"
"执行时间：369.922975 毫秒"
"执行时间：366.164601 毫秒"
"执行时间：373.27327 毫秒"
doseq2
"执行时间：419.704021 毫秒"
"执行时间：371.065783 毫秒"
"执行时间：358.779231 毫秒"
"执行时间：363.874448 毫秒"
"执行时间：368.059586 毫秒"

`

对于内建操作符如 (inc a)

`

(range 10000000)
core/doseq
"执行时间：317.091849 毫秒"
"执行时间：272.360988 毫秒"
"执行时间：215.501737 毫秒"
"执行时间：206.639181 毫秒"
"执行时间：206.883343 毫秒"
doseq2
"执行时间：241.475974 毫秒"
"执行时间：193.154832 毫秒"
"执行时间：198.757873 毫秒"
"执行时间：197.803042 毫秒"
"执行时间：200.603786 毫秒"
`

仍然发现在使用 reduce 基础的 doseq 时，其性能优于原始版本，除了在处理较短序列时。

Answer 8

评论者：gshayban

以下形式的代码在这个补丁中不会工作

(go (doseq [c chs] (>! c :foo)))

因为 go 宏不能遍历函数边界。我所知道的唯一此类代码是 core.async/mapcat**，这是一个支持已弃用的函数的私有函数。

Answer 9

评论者：gshayban

看见 #'clojure.core/run! 刚添加，它也有类似的限制

Answer 10

评论者：richhickey

请考虑 Ghadi 的反馈，特别是关于闭包的部分。

Answer 11

评论者：gshayban

由于控制流的数量，当前在 go 形式下 doseq 的扩展并不理想。状态机中 14 个状态与 loop/recur 的 7 个状态相比。

(link: 1) 对 (go ... doseq) 与 (go ... loop/recur) 的宏展开进行比较
https://gist.github.com/ghadishayban/639009900ce1933256a1

Answer 12

评论者：bronsa

相关：CLJ-77

Answer 13

评论者：bronsa

针对这个问题的一般解决方案是在太长时自动拆分方法，使用类似 https://bitbucket.org/sperber/asm-method-size 的方法。

Answer 14

评论者：gshayban

示例 doseq 实现和不会遭受指数级字节码增长的宏展开。它也不使用任何 lambda，因此适用于 core.async。
https://gist.github.com/ghadishayban/fe84eb8db78f23be68e20addf467c4d4
它为 seqs/bindings 使用显式堆栈。
它还不处理任何分块或修改。

Answer 15

参考： https://clojure.atlassian.net/browse/CLJ-1322 (由 arcatan 报告)