Java 枚举和其他类文件

Posted 2023-02-19

【中文标题】Java 枚举和其他类文件

【英文标题】：Java enum and additional class files

【发布时间】：2010-12-22 12:30:31

【问题描述】：

我注意到enums 在编译后引入了许多额外的类文件（Class$1）使总大小膨胀。它似乎被附加到甚至使用枚举的每个类中，而且这些通常是重复的。

为什么会发生这种情况，有没有办法在不删除枚举的情况下防止这种情况发生。

（问题的原因是空间对我来说非常宝贵）

编辑

在进一步调查该问题时，Sun 的 Javac 1.6 会在您每次在 Enum 上使用开关时创建一个额外的合成类。它使用某种 SwitchMap。 This 站点有更多信息，here 告诉你如何分析 Javac 在做什么。

每次在枚举上使用开关时，额外的物理文件似乎要付出高昂的代价！

有趣的是，Ecipe 的编译器不会生成这些附加文件。我想知道是否唯一的解决方案是切换编译器？

【问题讨论】：

Class$n 类文件是匿名内部类。我大量使用了枚举，但没有看到这一点。你能发布一个源文件吗？

你担心什么样的“臃肿”？希望不是磁盘空间。 :) 如果是下载大小，我可以推荐.pack200.gz（前几天我天真地打包了 CORBA 作为一个实验——最著名的 Java bloats 都在 48K 以下）。

是的，它是applet 打包Jar 文件的下载大小。我正在尝试采取措施在可能的情况下对其进行压缩（没有任何源代码级别的更改）。 pack200 适用于这种情况吗？

【参考方案1】：

我只是被这种行为所吸引，并且在谷歌搜索时出现了这个问题。我想我会分享一些我发现的额外信息。

javac 1.5 和 1.6 每次在枚举上使用开关时都会创建一个额外的合成类。该类包含一个所谓的“切换映射”，它将枚举索引映射到切换表跳转编号。重要的是，合成类是为发生切换的类创建的，不是枚举类。

这是生成的示例：

EnumClass.java

public enum EnumClass  VALUE1, VALUE2, VALUE3 

EnumUser.java

public class EnumUser 
    public String getName(EnumClass value) 
        switch (value) 
            case VALUE1: return "value 1";
            // No VALUE2 case.
            case VALUE3: return "value 3";
            default:     return "other";
        
    

综合枚举用户$1.class

class EnumUser$1 
    static final int[] $SwitchMap$EnumClass = new int[EnumClass.values().length];

    static 
        $SwitchMap$EnumClass[EnumClass.VALUE1.ordinal()] = 1;
        $SwitchMap$EnumClass[EnumClass.VALUE3.ordinal()] = 2;
    ;

然后使用此开关映射为lookupswitch 或tableswitch JVM 指令生成索引。它将每个枚举值转换为从 1 到 [开关案例数] 的对应索引。

EnumUser.class

public java.lang.String getName(EnumClass);
  Code:
   0:   getstatic       #2; //Field EnumUser$1.$SwitchMap$EnumClass:[I
   3:   aload_1
   4:   invokevirtual   #3; //Method EnumClass.ordinal:()I
   7:   iaload
   8:   lookupswitch //2
                1: 36;
                2: 39;
                default: 42 
   36:  ldc     #4; //String value 1
   38:  areturn
   39:  ldc     #5; //String value 3
   41:  areturn
   42:  ldc     #6; //String other
   44:  areturn

tableswitch 用于如果有三个或更多 switch 案例，因为它执行比lookupswitch 的线性搜索更有效的恒定时间查找。从技术上讲，当 javac 使用 lookupswitch 时，它可以通过合成开关映射省略整个业务。

推测：我手头没有 Eclipse 的编译器可供测试，但我想它不会打扰合成类，而只是使用 lookupswitch。或者，在它“升级”到tableswitch 之前，它可能需要比测试的原始询问器更多的开关案例。

【讨论】：

一则轶事：我今天遇到了这个（特别是 Eclipse 的 [JDK 8] 编译器没有这样做）以及这种行为：coderanch.com/t/457290/Testing/Test-class-public-constructor -- 这意味着在本地运行的测试有些失败在 Jenkins 上莫名其妙，因为后者的配置不够严格，并且编译器的行为与本地编译器不同。由于我们无法完全控制我们的构建，我们可能不得不暂时避免在单元测试中切换枚举。

【参考方案2】：

我相信这样做是为了防止在更改枚举的顺序时开关中断，而不是用开关重新编译类。考虑以下情况：

enum A
    ONE, //ordinal 0
    TWO; //ordinal 1

class B
     void foo(A a)
         switch(a)
              case ONE:
                   System.out.println("One");
                   break;
              case TWO:
                   System.out.println("Two");
                   break;
         
     

如果没有切换映射，foo() 将大致转换为：

 void foo(A a)
         switch(a.ordinal())
              case 0: //ONE.ordinal()
                   System.out.println("One");
                   break;
              case 1: //TWO.ordinal()
                   System.out.println("Two");
                   break;
         
     

因为 case 语句必须是编译时常量（例如，不是方法调用）。在这种情况下，如果切换A 的顺序，foo() 将打印出“One”为 TWO，反之亦然。

【参考方案3】：

当您使用 Java 枚举的“按实例方法实现”功能时，会出现 $1 等文件，如下所示：

public enum Foo
    YEA
        public void foo() return true ;
    ,
    NAY
        public void foo() return false ;
    ;

    public abstract boolean foo();

上面将创建三个类文件，一个用于基本枚举类，一个用于 YEA 和 NAY，以保存 foo() 的不同实现。

在字节码层面，枚举只是类，为了让每个枚举实例实现不同的方法，每个实例都需要有不同的类，

但是，这并没有考虑为枚举用户生成的额外类文件，我怀疑这些只是匿名类的结果，与枚举无关。

因此，为了避免生成此类额外的类文件，请不要使用每个实例的方法实现。在上述方法返回常量的情况下，您可以使用在构造函数中设置的公共 final 字段（如果您愿意，也可以使用带有公共 getter 的私有字段）。如果你真的需要为不同的枚举实例提供不同逻辑的方法，那么你就无法避免额外的类，但我认为它是一个相当奇特且很少需要的功能。

【讨论】：

嗨，感谢您的回答，但在这种情况下并非如此（请参阅上面的编辑）。

非常有趣 - 我想说，在这种情况下，有必要将您的发现作为单独的答案发布并接受。

【参考方案4】：

在 Java 中，枚举实际上只是带有一些语法糖的类。

所以每当你定义一个新的枚举时，Java 编译器都会为你创建一个对应的 Class 文件。 （不管枚举多么简单）。

没有办法解决这个问题，除了不使用枚举。

如果空间很宝贵，您总是可以只使用常量。

【参考方案5】：

考虑到并非所有 Java 开发人员都知道 Java 的这种行为，我制作了一些视频来解释 Java 中的 Switch 语句如何工作。

使用枚举切换 - https://www.youtube.com/watch?v=HlsPHEB_xz4 使用字符串切换 - https://www.youtube.com/watch?v=cg9O815FeWY 关于 TableSwitch 和 LookupSwitch - https://www.youtube.com/watch?v=OHwDczHbPcw Java 13 中的开关表达式 - https://www.youtube.com/watch?v=suFn87Irpb4

这可能无法直接回答问题。但是，它确实回答了 Java 中 switch 语句的工作原理。

【参考方案6】：

据我所知，给定一个名为 Operation 的枚举，您将获得额外的类文件，不包括明显的 Operation.class，并且每个枚举值一个，如果您使用像这样的 abstract method：

enum Operation 

   ADD 
      double op(double a, double b)  
          return a + b;
      
   ,

   SUB 
      double op(double a, double b)  
          return a - b;
      
   ;

   abstract double op(double a, double b);