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Clojure笔记:用好type hint

时间:2019-08-13 11:27   编辑:本站

	Clojure笔记:用好type hint

Clojure的一大优点就是跟Java语言的完美配合,Clojure和Java之间可以相互调用,Clojure可以天然地使用Java平台上的丰富资源。 在Clojure里调用一个类的方法很简单,利用dot操作符:user=(.substring"hello"3)"lo"user=(.substring"hello"03)"hel"上面的例子是在clojure里调用String的substring方法做字符串截取。 Clojure虽然是一门弱类型的语言,但是它的LispReader还是能识别大多数常见的类型,比如这里hello是一个字符串就可以识别出来,3是一个整数也可以,通过这些类型信息可以找到最匹配的substring方法,在生成字节码的时候避免使用反射,而是直接调用substring方法(INVOKEVIRTUAL指令)。

但是当你在函数里调用类方法的时候,情况就变了,例如,定义substr函数:(defnsubstr[sbeginend](.substringsbeginend))我们打开*warn-on-reflection*选项,当有反射的时候告警:user=(set!*warn-on-reflection*)user=(defnsubstr[sbeginend](.substringsbeginend))Reflectionwarning,NO_SOURCE_PATH:22-calltosubstringcantberesolved.#user/substr问题出现了,由于函数substr里没有任何关于参数s的类型信息,为了调用s的substring方法,必须使用反射来调用,clojure编译器也警告我们调用substring没办法解析,只能通过反射调用。

众所周知,反射调用是个相对昂贵的操作(对比于普通的方法调用有)。 这一切都是因为clojure本身是弱类型的语言,对参数或者返回值你不需要声明类型而直接使用,Clojure会自动处理类型的转换和调用。 ps.在里启用反射警告很简单,在里设置:;;Emitwarningsonallreflectioncalls.:warn-on-reflection过多的反射调用会影响效率,有没有办法避免这种情况呢?有的,Clojure提供了typehint机制,允许我们帮助编译器来生成更高效的字节码。 所谓typehint就是给参数或者返回值添加一个提示:hi,clojure编译器,这是xxx类型,我想调用它的yyy方法,请生成最高效的调用代码,谢谢合作:user=(defnsubstr[^Stringsbeginend](.substringsbeginend))#user/substr这次没有警告,^String就是参数s的typehint,提示clojure编译器说s的类型是字符串,那么clojure编译器会从类里查找名称为substring并且接收两个参数的方法,并利用invokevirtual指令直接调用此方法,避免了反射调用。 除了target对象(这里的s)可以添加typehint,方法参数和返回值也可以添加typehint:user=(defn^{:tagString}substr[^Strings^Integerbegin^Integerend](.substringsbeginend))#user/substr返回值添加typehint是利用tag元数据,提示substr的返回类型是String,其他函数在使用substr的时候可以利用这个类型信息来避免反射;而参数的typehint跟targetobject的typehint一样以^开头加上类型,例如这里begin和end都提示说是Integer类型。

问题1,什么时候应该为参数添加typehint呢?我的观点是,在任何为targetobject添加typehint的地方,都应该相应地为参数添加typehint,除非你事先不知道参数的类型。

为什么呢?因为clojure查找类方法的顺序是这样:1.从String类里查找出所有参数个数为2并且名称为substring方法2.遍历第一步里查找出来的Method,如果你有设置参数的typehint,则查找最匹配参数类型的Method;否则,如果第一步查找出来的Method就一个,直接使用这个Method,相反就认为没有找到对应的Method。

3.如果第二步没有找到Method,使用反射调用;否则根据该Method元信息生成调用字节码。

因此,如果substring方法的两个参数版本刚好就一个,方法参数有没有typehint都没有关系(有了错误的typehint反而促使反射的发生),我们都会找到这个唯一的方法;但是如果目标方法的有多个重载方法并且参数相同,而只是参数类型不同(Java里是允许方法的参数类型重载的,Clojure只允许函数的参数个数重载),那么如果没有方法参数的typehint,Clojure编译器仍然无法找到合适的调用方法,而只能通过反射。 看一个例子,定义get-bytes方法调用:user=(defnget-bytes[scharset](.getBytesscharset))Reflectionwarning,NO_SOURCE_PATH:26-calltogetBytescantberesolved.#user/get-bytesuser=(defnget-bytes[^Stringscharset](.getBytesscharset))Reflectionwarning,NO_SOURCE_PATH:27-calltogetBytescantberesolved.#user/get-bytes第一次定义,s和charset都没有设置typehint,有反射警告;第二次,s设置了typehint,但是还是有反射警告。 原因就在于有两个重载方法,参数个数都是一个,但是接收不同的参数类型,一个是String的charset名称,一个Charset对象。

如果我们明确地知道这里charset是字符串,那么还可以为charset添加typehint:user=(defnget-bytes[^Strings^Stringcharset](.getBytesscharset))#user/get-bytes这次才真正的没有警告了。 总结:在设置typehint的时候,不要只考虑被调用的targetobject,也要考虑调用的方法参数。

问题2:什么时候应该添加tag元数据呢?理论上,在任何你明确知道返回类型的地方都应该添加tag,但是这不是教条,如果一个偶尔被调用的方法是无需这样做的。

这一点只对写库的童鞋要特别注意。

Typehint的原理在上文已经大概描述了下,具体到clojure源码级别,请参考类的构造函数和emit方法。 最后,附送是否使用typehint生成substr函数的字节码之间的差异对比:。