Groovy中方法的调用实现方式浅析(CallSite)

Stella981
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  在Groovy中可以很方便的交换两个变量的值, 如:

def (a, b) = [1, 2];
(a, b) = [b, a];

  这样, a,b变量的值就交换了, 那么Groovy是怎样实现的呢?

  来看看生成的字节码文件, 关键的代码如下:

  // Method descriptor #39 ()Ljava/lang/Object;
  // Stack: 4, Locals: 6
  public java.lang.Object run();
      0  invokestatic Main.$getCallSiteArray() : org.codehaus.groovy.runtime.callsite.CallSite[] [17]
      3  astore_1
      4  iconst_2
      5  anewarray java.lang.Object [41]
      8  dup
      9  iconst_0
     10  iconst_1
     11  invokestatic java.lang.Integer.valueOf(int) : java.lang.Integer [47]
     14  aastore
     15  dup
     16  iconst_1
     17  iconst_2
     18  invokestatic java.lang.Integer.valueOf(int) : java.lang.Integer [47]
     21  aastore
     22  invokestatic org.codehaus.groovy.runtime.ScriptBytecodeAdapter.createList(java.lang.Object[]) : java.util.List [53]
     25  astore_2
     26  aload_1
     27  ldc <Integer 1> [54]
     29  aaload
     30  aload_2
     31  iconst_0
     32  invokestatic java.lang.Integer.valueOf(int) : java.lang.Integer [47]
     35  invokeinterface org.codehaus.groovy.runtime.callsite.CallSite.call(java.lang.Object, java.lang.Object) : java.lang.Object [57] [nargs: 3]
     40  astore_3 [a]
     41  aload_1
     42  ldc <Integer 2> [58]
     44  aaload
     45  aload_2
     46  iconst_1
     47  invokestatic java.lang.Integer.valueOf(int) : java.lang.Integer [47]
     50  invokeinterface org.codehaus.groovy.runtime.callsite.CallSite.call(java.lang.Object, java.lang.Object) : java.lang.Object [57] [nargs: 3]
     55  astore 4 [b]
     57  aload_2
     58  pop
     59  iconst_2
     60  anewarray java.lang.Object [41]
     63  dup
     64  iconst_0
     65  aload 4 [b]
     67  aastore
     68  dup
     69  iconst_1
     70  aload_3 [a]
     71  aastore
     72  invokestatic org.codehaus.groovy.runtime.ScriptBytecodeAdapter.createList(java.lang.Object[]) : java.util.List [53]
     75  astore 5
     77  aload_1
     78  ldc <Integer 3> [59]
     80  aaload
     81  aload 5
     83  iconst_0
     84  invokestatic java.lang.Integer.valueOf(int) : java.lang.Integer [47]
     87  invokeinterface org.codehaus.groovy.runtime.callsite.CallSite.call(java.lang.Object, java.lang.Object) : java.lang.Object [57] [nargs: 3]
     92  astore_3 [a]
     93  aload_1
     94  ldc <Integer 4> [60]
     96  aaload
     97  aload 5
     99  iconst_1
    100  invokestatic java.lang.Integer.valueOf(int) : java.lang.Integer [47]
    103  invokeinterface org.codehaus.groovy.runtime.callsite.CallSite.call(java.lang.Object, java.lang.Object) : java.lang.Object [57] [nargs: 3]
    108  astore 4 [b]
    110  aload 5
    112  areturn
    113  aconst_null
    114  areturn

  反编译过来, 类似于这样的代码:

public Object main(){
    org.codehaus.groovy.runtime.callsite.CallSite[] callsite = Main.$getCallSiteArray();
    
    List alist = org.codehaus.groovy.runtime.ScriptBytecodeAdapter.createList(new Object[]{1,2});
    
    Object a = callsite[1].call(alist, 0);//等价于 alist.getAt(0) 等价于alist.get(0);
    Object b = callsite[2].call(alist, 1);//等价于 alist.getAt(1) 等价于alist.get(1);
    
    List blist = org.codehaus.groovy.runtime.ScriptBytecodeAdapter.createList(new Object[]{b,a});
    
    a = callsite[3].call(blist, 0);//等价于 blist.getAt(0) 等价于blist.get(0);
    b = callsite[4].call(blist, 1);//等价于 blist.getAt(1) 等价于blist.get(1);
}

private static synthetic SoftReference<CallSiteArray> $callSiteArray;

private static synthetic org.codehaus.groovy.runtime.callsite.CallSite[] $getCallSiteArray(){
    org.codehaus.groovy.runtime.callsite.CallSiteArray rtrun = null;
    
    if(Main.$callSiteArray == null){
        rtrun = Main.$createCallSiteArray();
        Main.$callSiteArray = new SoftReference<CallSiteArray>(temp);
    }else{
        rtrun = Main.$callSiteArray.get();
    }
    return rturn.array;
}

private static synthetic org.codehaus.groovy.runtime.callsite.CallSiteArray $createCallSiteArray(){
    String[] sarry = new String[5];
    Main.$createCallSiteArray_1(sarry)
    
    return new CallSiteArray(Main.class, sarry);
}

private static synthetic void $createCallSiteArray_1(java.lang.String[] sarry){
    sarry[0] = "runScript";
    sarry[1] = "getAt";
    sarry[2] = "getAt";
    sarry[3] = "getAt";
    sarry[4] = "getAt";
}

  可以很清楚的看到Groovy编译器所做的事情.

  很简单,但是可以看出,Groovy的执行方式, 编译器会根据方法的调用来创建对应的CallSiteArray对象,

  Groovy将很多方法的调用都改为CallSite.call方式的调用,利用这种方式来支持很多的动态特性.

  比如上面的例子, Groovy通过创建CallSite, 然后通过CallSite来调用 getAt 方法.

  Groovy将调用委托到CallSite后, 开始时, CallSite的具体实现为CallSiteArray, 

  CallSiteArray通过将调用委托到org.codehaus.groovy.runtime.callsite.CallSiteArray.defaultCall(CallSite, Object, Object[])方法

  该方法负责创建具体的调用点对象, 并执行对应方法.

  这里最终创建的调用点对象为 org.codehaus.groovy.runtime.callsite.PojoMetaMethodSite.PojoMetaMethodSiteNoUnwrapNoCoerce, 具体代码如下:

    public static class PojoMetaMethodSiteNoUnwrapNoCoerce extends PojoMetaMethodSite {

        public PojoMetaMethodSiteNoUnwrapNoCoerce(CallSite site, MetaClassImpl metaClass, MetaMethod metaMethod, Class params[]) {
            super(site, metaClass, metaMethod, params);
        }

        public final Object invoke(Object receiver, Object[] args) throws Throwable {
            try {
                return metaMethod.invoke(receiver,  args);
            } catch (GroovyRuntimeException gre) {
                throw ScriptBytecodeAdapter.unwrap(gre);
            }
        }
    }

  真实的调用会委托到这个类的invoke方法:

  这里metaMethod具体的类型为:

  org.codehaus.groovy.runtime.dgm$243@527e5409[name: getAt params: [int] returns: class java.lang.Object owner: interface java.util.List]

 这个类没有源码, 只有class文件,反编译如下:

import java.util.List;
import org.codehaus.groovy.reflection.CachedClass;
import org.codehaus.groovy.reflection.GeneratedMetaMethod;
import org.codehaus.groovy.runtime.typehandling.DefaultTypeTransformation;

public class dgm$243 extends GeneratedMetaMethod {
    public dgm$243(String paramString, CachedClass paramCachedClass, Class paramClass, Class[] paramArrayOfClass) {
        super(paramString, paramCachedClass, paramClass, paramArrayOfClass);
    }

    public Object invoke(Object paramObject, Object[] paramArrayOfObject) {
        return DefaultGroovyMethods
                .getAt((List) paramObject, DefaultTypeTransformation.intUnbox(paramArrayOfObject[0]));
    }

    public final Object doMethodInvoke(Object paramObject, Object[] paramArrayOfObject) {
        paramArrayOfObject = coerceArgumentsToClasses(paramArrayOfObject);
        return DefaultGroovyMethods
                .getAt((List) paramObject, DefaultTypeTransformation.intUnbox(paramArrayOfObject[0]));
    }
}

  可以看到, 具体的调用又是:org.codehaus.groovy.runtime.DefaultGroovyMethods.getAt(List, int)

    /**
     * Support the subscript operator for a List.
     * <pre class="groovyTestCase">def list = [2, "a", 5.3]
     * assert list[1] == "a"</pre>
     *
     * @param self a List
     * @param idx  an index
     * @return the value at the given index
     * @since 1.0
     */
    public static <T> T getAt(List<T> self, int idx) {
        int size = self.size();
        int i = normaliseIndex(idx, size);
        if (i < size) {
            return self.get(i);
        } else {
            return null;
        }
    }

  终于, 一个方法的调用完成了, 可以看到, 虽然提供了很高的灵活性, 但是也牺牲了一部分性能.

  PS: Groovy会将上面创建的CallSite对象缓存, 且为SoftReference类型.

  说了个大概,具体的细节还有很多~~~

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