Clojure的一大優(yōu)點(diǎn)就是跟Java語(yǔ)言的完美配合，Clojure和Java之間可以相互調(diào)用，Clojure可以天然地使用Java平臺(tái)上的豐富資源。在Clojure里調(diào)用一個(gè)類的方法很簡(jiǎn)單，利用dot操作符：
user=> (.substring "hello" 3)
"lo"
user=> (.substring "hello" 0 3)
"hel"
上面的例子是在clojure里調(diào)用String的substring方法做字符串截取。Clojure雖然是一門弱類型的語(yǔ)言，但是它的Lisp Reader還是能識(shí)別大多數(shù)常見的類型，比如這里hello是一個(gè)字符串就可以識(shí)別出來(lái),3是一個(gè)整數(shù)也可以，通過(guò)這些類型信息可以找到最匹配的substring方法，在生成字節(jié)碼的時(shí)候避免使用反射，而是直接調(diào)用substring方法（INVOKEVIRTUAL指令）。
但是當(dāng)你在函數(shù)里調(diào)用類方法的時(shí)候，情況就變了，例如，定義substr函數(shù)：
(defn substr [s begin end] (.substring s begin end))
我們打開*warn-on-reflection*選項(xiàng)，當(dāng)有反射的時(shí)候告警：
user=> (set! *warn-on-reflection* true)
true
user=> (defn substr [s begin end] (.substring s begin end))
Reflection warning, NO_SOURCE_PATH:22 - call to substring can't be resolved.
#'user/substr
問題出現(xiàn)了，由于函數(shù)substr里沒有任何關(guān)于參數(shù)s的類型信息，為了調(diào)用s的substring方法，必須使用反射來(lái)調(diào)用，clojure編譯器也警告我們調(diào)用substring沒辦法解析，只能通過(guò)反射調(diào)用。眾所周知，反射調(diào)用是個(gè)相對(duì)昂貴的操作（對(duì)比于普通的方法調(diào)用有）。這一切都是因?yàn)閏lojure本身是弱類型的語(yǔ)言，對(duì)參數(shù)或者返回值你不需要聲明類型而直接使用,Clojure會(huì)自動(dòng)處理類型的轉(zhuǎn)換和調(diào)用。ps.在
leiningen里啟用反射警告很簡(jiǎn)單，在project.clj里設(shè)置：
;; Emit warnings on all reflection calls.
:warn-on-reflection true
過(guò)多的反射調(diào)用會(huì)影響效率，有沒有辦法避免這種情況呢？有的，Clojure提供了type hint機(jī)制，允許我們幫助編譯器來(lái)生成更高效的字節(jié)碼。所謂type hint就是給參數(shù)或者返回值添加一個(gè)提示：hi,clojure編譯器，這是xxx類型，我想調(diào)用它的yyy方法，請(qǐng)生成最高效的調(diào)用代碼，謝謝合作：
user=> (defn substr [^String s begin end] (.substring s begin end))
#'user/substr
這次沒有警告，^String就是參數(shù)s的type hint，提示clojure編譯器說(shuō)s的類型是字符串，那么clojure編譯器會(huì)從java.lang.String類里查找
名稱為substring并且接收兩個(gè)參數(shù)的方法，并利用invokevirtual指令直接調(diào)用此方法，避免了反射調(diào)用。除了target對(duì)象（這里的s)可以添加type hint，方法參數(shù)和返回值也可以添加type hint：
user=> (defn ^{:tag String} substr [^String s ^Integer begin ^Integer end] (.substring s begin end))
#'user/substr
返回值添加type hint是利用tag元數(shù)據(jù)，提示substr的返回類型是String，其他函數(shù)在使用substr的時(shí)候可以利用這個(gè)類型信息來(lái)避免反射；而參數(shù)的type hint跟target object的type hint一樣以^開頭加上類型，例如這里begin和end都提示說(shuō)是Integer類型。
問題1，什么時(shí)候應(yīng)該為參數(shù)添加type hint呢？我的觀點(diǎn)是，在任何為target object添加type hint的地方，都應(yīng)該相應(yīng)地為參數(shù)添加type hint，除非你事先不知道參數(shù)的類型。為什么呢？因?yàn)閏lojure查找類方法的順序是這樣：
1.從String類里查找出所有參數(shù)個(gè)數(shù)為2并且名稱為substring方法
2.遍歷第一步里查找出來(lái)的Method，如果你有設(shè)置參數(shù)的type hint,則
查找最匹配參數(shù)類型的Method；否則，如果第一步查找出來(lái)的Method就一個(gè)，直接使用這個(gè)Method，相反就認(rèn)為沒有找到對(duì)應(yīng)的Method。
3.如果第二步?jīng)]有找到Method，使用反射調(diào)用；否則根據(jù)該Method元信息生成調(diào)用字節(jié)碼。
因此，如果substring方法的兩個(gè)參數(shù)版本剛好就一個(gè)，方法參數(shù)有沒有type hint都沒有關(guān)系（有了錯(cuò)誤的type hint反而促使反射的發(fā)生），我們都會(huì)找到這個(gè)唯一的方法；但是如果目標(biāo)方法的有多個(gè)重載方法并且參數(shù)相同，而只是參數(shù)類型不同（Java里是允許方法的參數(shù)類型重載的，Clojure只允許函數(shù)的參數(shù)個(gè)數(shù)重載），那么如果沒有方法參數(shù)的type hint，Clojure編譯器仍然無(wú)法找到合適的調(diào)用方法，而只能通過(guò)反射。
看一個(gè)例子,定義get-bytes方法調(diào)用String.getBytes：
user=> (defn get-bytes [s charset] (.getBytes s charset))
Reflection warning, NO_SOURCE_PATH:26 - call to getBytes can't be resolved.
#'user/get-bytes
user=> (defn get-bytes [^String s charset] (.getBytes s charset))
Reflection warning, NO_SOURCE_PATH:27 - call to getBytes can't be resolved.
#'user/get-bytes
第一次定義，s和charset都沒有設(shè)置type hint，有反射警告；第二次，s設(shè)置了type hint，但是還是有反射警告。原因就在于String.getBytes有兩個(gè)重載方法，參數(shù)個(gè)數(shù)都是一個(gè)，但是接收不同的參數(shù)類型，一個(gè)是String的charset名稱，一個(gè)Charset對(duì)象。如果我們明確地知道這里charset是字符串，那么還可以為charset添加type hint:
user=> (defn get-bytes [^String s ^String charset] (.getBytes s charset))
#'user/get-bytes
這次才真正的沒有警告了?？偨Y(jié)：在設(shè)置type hint的時(shí)候，不要只考慮被調(diào)用的target object，也要考慮調(diào)用的方法參數(shù)。
問題2：什么時(shí)候應(yīng)該添加tag元數(shù)據(jù)呢？理論上，在任何你明確知道返回類型的地方都應(yīng)該添加tag，但是這不是教條，如果一個(gè)偶爾被調(diào)用的方法是無(wú)需這樣做的。這一點(diǎn)只對(duì)寫庫(kù)的童鞋要特別注意。
Type hint的原理在上文已經(jīng)大概描述了下，具體到clojure源碼級(jí)別，請(qǐng)參考clojure.lang.Compiler.InstanceMethodExpr類的構(gòu)造函數(shù)和emit方法。最后，附送是否使用type hint生成substr函數(shù)的字節(jié)碼之間的差異對(duì)比：
| 未使用type hint |
使用type hint |
|
// access flags 1
public invoke(Ljava/lang/Object;Ljava/lang/Object;Ljava/lang/Object;)Ljava/lang/Object;
L0
LINENUMBER 14 L0
L1
LINENUMBER 14 L1
ALOAD 1
ACONST_NULL
ASTORE 1
LDC "substring"
ICONST_2
ANEWARRAY java/lang/Object
DUP
ICONST_0
ALOAD 2
ACONST_NULL
ASTORE 2
AASTORE
DUP
ICONST_1
ALOAD 3
ACONST_NULL
ASTORE 3
AASTORE
INVOKESTATIC clojure/lang/Reflector.invokeInstanceMethod (Ljava/lang/Object;Ljava/lang/String;[Ljava/lang/Object;)Ljava/lang/Object;
L2
LOCALVARIABLE this Ljava/lang/Object; L0 L2 0
LOCALVARIABLE s Ljava/lang/Object; L0 L2 1
LOCALVARIABLE begin Ljava/lang/Object; L0 L2 2
LOCALVARIABLE end Ljava/lang/Object; L0 L2 3
ARETURN
MAXSTACK = 0
MAXLOCALS = 0
|
public invoke(Ljava/lang/Object;Ljava/lang/Object;Ljava/lang/Object;)Ljava/lang/Object;
L0
LINENUMBER 15 L0
L1
LINENUMBER 15 L1
ALOAD 1
ACONST_NULL
ASTORE 1
CHECKCAST java/lang/String
ALOAD 2
ACONST_NULL
ASTORE 2
CHECKCAST java/lang/Number
INVOKESTATIC clojure/lang/RT.intCast (Ljava/lang/Object;)I
ALOAD 3
ACONST_NULL
ASTORE 3
CHECKCAST java/lang/Number
INVOKESTATIC clojure/lang/RT.intCast (Ljava/lang/Object;)I
INVOKEVIRTUAL java/lang/String.substring (II)Ljava/lang/String;
L2
LOCALVARIABLE this Ljava/lang/Object; L0 L2 0
LOCALVARIABLE s Ljava/lang/Object; L0 L2 1
LOCALVARIABLE begin Ljava/lang/Object; L0 L2 2
LOCALVARIABLE end Ljava/lang/Object; L0 L2 3
ARETURN
MAXSTACK = 0
MAXLOCALS = 0
|
對(duì)比很明顯，沒有使用type hint，調(diào)用clojure.lang.Reflector的invokeInstanceMethod方法，使用反射調(diào)用（具體見clojure.lang.Reflector.java)，而使用了type hint之后，則直接使用invokevirtual指令（其他方法可能是invokestatic或者invokeinterface等指令）調(diào)用該方法，避免了反射。
參考：