Scala 中闭包的内存管理是如何工作的？

Posted 2023-02-22

【中文标题】Scala 中闭包的内存管理是如何工作的？

【英文标题】：How does the memory management of closures in Scala work?

【发布时间】：2013-06-12 14:57:42

【问题描述】：

Scala 允许像这样关闭

def newCounter = 
  var a=0
  () => a+=1;a

它定义了一个函数，每次调用都返回一个新的独立计数器函数，从1开始：

scala> val counter1 = newCounter
counter1: () => Int = <function0>

scala> counter1()
res0: Int = 1

scala> counter1()
res1: Int = 2

scala> val counter2 = newCounter
counter2: () => Int = <function0>

scala> counter2()
res2: Int = 1

scala> counter1()
res3: Int = 3

这令人印象深刻，因为通常a 将代表 newCounter 堆栈帧上的内存地址。我刚刚阅读了“Scala 编程”的闭幕章节，关于这个问题只有以下内容要说（第 155 页）：

在这种情况下，Scala 编译器会重新排列事物，以便捕获的参数在堆中而不是堆栈中存在，因此可以比创建它的方法调用更有效。这个重排都是自动处理的，所以你不用担心。

谁能详细说明这在字节码级别是如何工作的？访问是否类似于具有所有相关同步和性能影响的类的成员变量？

【问题讨论】：

这被称为“funarg 问题”，我猜 wiki 可能有一些关于理论背景的指针：en.wikipedia.org/wiki/Funarg_problem。一般的解决方案似乎是“将激活记录或其中的一部分放在堆上”。 （谷歌也可以找到一些关于这个的演讲幻灯片/笔记或论文。）

注意 SIP 21 “孢子”（什么名字！）docs.scala-lang.org/sips/pending/spores.html

相关问题：***.com/questions/12831024/…

【参考方案1】：

您可以使用scalac -Xprint:lambdalift <scala-file-name> 对此进行调查。

你的代码实际上是这样的：

def newCounter = 
  val a: runtime.IntRef = new runtime.IntRef(0);
  new Function0 
    private[this] val a$1 = a
    def apply() = 
      a$1.elem = a$1.elem + 1
      a$1.elem
    
  

lambda 使用的任何var 都有一个包装器。其他vars（不用于闭包）是常见的语言环境变量。

此包装器的链接存储为函数实例中的字段。

-Xprint:lambdalift 中的lambdalift 是compiler phase。您可以使用-Xshow-phases 获取所有阶段。您可以使用阶段编号而不是名称，这在您不确定需要哪个阶段时很有用。

【讨论】：

命令行中的“20”是什么意思？

顺便说一句，将其与闭包中未使用的另一个外部变量进行对比会很有趣。

@pedrofurla：我已经更新了我的答案。 20 太过分了，lambdalift (15) 就够了。

@pedrofurla: What does the '20' mean in the cmd-line?...suggest improvement 的有趣方式。

我不是在建议改进，我是在问。我不太关心 SO 规则...