技術標籤：420一個畫素多少個位元組

在 JVM 中，一個 Java 方法，最多能定義多少引數呢？這是一個很無聊的問題，即使能定義一萬個，十萬個，誰又會真的去這麼做呢。但是作為一個 coder，最重要的不就是好奇心嗎，沒有好奇心，和一條鹹魚又有什麼區別呢？本文作者就是這樣一位充滿好奇心的 coder。

選自 justinblank，機器之心編譯，參與：李志偉、張倩。

我最近給我的 QuickTheories 分支添加了一個介面：

@FunctionalInterface
public interface QuadFunction<A, B, C, D, E> {
    E apply(A a, B b, C c, D d);
}
 

讓我好奇的是這個方法能有多少個型別引數。到目前為止，我敢說，Java 語言規範並沒有談及這個問題。

對於實現定義的限制可能是什麼，我有兩個猜測：

1. 編譯器會設定一個可預測的限制，如 255 或 65535。
2. 編譯器的緊急行為會由於實現細節（堆疊溢位或同樣不可預測/不相關的東西）而設定意外的限制。

我不想在原始碼上測試我那點可憐的 C++技巧，所以我決定只測試編譯器做了什麼。我寫了一個 Python 指令碼，它使用二進位制搜尋找到最少的致錯型別引數。完整的指令碼放在 Github repo (https://github.com/hyperpape/java-max-type-params) 中。

指令碼地址：https://github.com/hyperpape/java-max-type-params

生成方法很簡單。幸運的是，我們不必使用任何型別引數，只需以<a，b，c…>的形式發出它們：

def write_type_plain(count):
    with open('Test.java', 'w') as f:
        f.write("public class Test {n")
        f.write("public <")
        for i in range(count):
            if (i > 0):
                f.write(", ")
            f.write("A" + str(i + 1))
        f.write("> void testMethod() {}")
        f.write("}")
 

執行二進位制搜尋可以得到以下輸出：

>>> error: UTF8 representation for string "<A1:Ljava/lang/Objec..." is too long for the constant pool
>>> largest type: 2776

這個錯誤有點模糊，但事後看來是可以預見的。編譯器生成的類檔案包含許多字串，包括類中每個方法的方法簽名。這些字串儲存在常量池中，常量池中的條目最大為 65535 位元組，這是由 JVM 規範規定的限制。

所以，我之前的猜測都不完全正確。型別引數的最大數目是一個突現特徵（emergent property），而不是一個明確的決定。不過，並不是編譯器本身的實現導致了錯誤。

相反，JVM 的類檔案格式限制了可以在類檔案中表示的型別引數的數量。這是真的，儘管 JVM 對泛型一無所知。這也意味著型別引數的最大數目完全取決於如何編寫方法。

我嘗試了一種新的編碼型別引數的方法（先前連結檔案中的 write_Type_Compact），使用完整的合法 ASCII 字元（A-Z、a-z、$和_）。該實現有點過於複雜，因為可以使用字元 0～9，但不能是識別符號的初始字元，因為 Java 關鍵字不能作為型別引數出現。我只是用等長的 UTF-8 字元替換了短單詞「if」和「do」。更緊湊的編碼將引數數量從 2776 增加到 3123。

不方便的是，_A 是一種合法的 Java 識別符號，但 _ 不是。謝天謝地，我的編碼在不使用初始_情況下就生成了 3392 個 2 位元組型別引數，因此我覺得沒有必要進行簿記以發出初始字元_。

再來一個小技巧

解壓類檔案顯示，65536 個字元的大部分不是我生成的型別引數，而是子字串 Ljava/lang/object 的重複例項。因為沒有提供關於型別引數的資訊，所以類檔案顯示它們擴充套件了物件，並在方法簽名中對其進行編碼。我修改了生成器來解決這個問題。

迴圈的關鍵部分是：

s = type_var(i)
f.write(s)
if (s != 'A'):
    f.write(" extends A")

在型別引數中，除了一個例項 java/Lang/Object 之外的所有例項都被替換為 A。在進行了這個更改之後，編譯了一個具有 9851 個型別引數的方法。

由於引數的數量增加了很多，所以我使用的程式碼肯定需要調整。使用非 ASCII Unicode 識別符號可能是完全高效的必要條件，但簡單地指出這是可以做到的我就很滿意了。

這些都不重要

很難想象有人會達到這個極限。程式碼生成有時會達到語言或編譯器的限制，但即使生成的程式碼似乎也不太可能使用成百上千的型別引數。

儘管如此，如果我是規則制定者，我會考慮明確禁止任何類或方法具有 255 個以上的型別引數。明確的限制似乎更好，即使它隻影響百萬分之一的程式。

原文連結：http://justinblank.com/experiments/howmanytypeparameterscanajavamethodhave.html