你知道Java方法能定義多少個參數嗎？

一：為什麼研究這麼無聊的問題

這兩天在讀一本老書《Orange'S 一個作業系統的實作》，把丢了很長時間沒研究的作業系統又重新拾起來了，在第三章講解“保護模式”時，作者提到了調用門描述符中的Param Count隻有5位，也就是說，最多隻支援32個參數，這本來隻是一個不是特别重要的細節，但是卻勾起了我的思索：在JVM中，一個Java方法，最多能定義多少參數呢？我知道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差別呢？

二：實地考察

這種問題，第一步當然就是看看JVM中關于方法的定義，這裡以openJDK10中的HotSpot為例。

在ConstMethod中，代表參數數量的字段為_size_of_parameters。

u2                _size_of_parameters;         // size of the parameter block (receiver + arguments) in words            

_size_of_parameters的類型為u2，在JVM中，u2為2個位元組長，那麼理論上來說，HotSpot支援的方法最大參數數量為2^16 - 1，即65535。

這個答案究竟是否正确呢？實踐出真知！

當然我不會傻到真的去一個個定義65535個參數，那我豈不成了“數一億粒米”的幼稚園老師了？Coder就得按照Coder的辦法：

public static void main(String[] args) {
        for (int i = 0; i < 65535; i++) {
            System.out.print("int a" + i + ",");
        }
    }           

完美解放了生産力 。

生成完參數清單，定義好方法，當我滿懷信心的開始編譯時，編譯器給了我狠狠一刀：

居然不是65535？那應該是多少呢？難道是一個位元組長？廢話不多說，我立即來實驗了下255個參數，編譯通過，再試了一下256，和65535時一樣報錯。那麼結果很明顯了，Java方法最多可以定義255個參數。

我檢視了下Javac源碼，在生成方法的位元組碼時，有方法參數數量限制判斷：

if (Code.width(types.erasure(env.enclMethod.sym.type).getParameterTypes()) + extras > ClassFile.MAX_PARAMETERS) {
        log.error(tree.pos(), "limit.parameters");
        nerrs++;
    }           

其中 ClassFile.MAX_PARAMETERS = 255。

事情到這裡我很不甘心，HotSpot中明明是用兩個位元組長來定義的方法參數數量，莫非隻是Javac在編譯過程中做了限制？隻要能成功編譯出一個有256個參數的java方法，在虛拟機中一試便知，但是怎麼才能繞過Javac呢？我覺得主要有以下兩種辦法：

1. 修改Javac源碼，幹掉以上參數限制這一段代碼，再重新編譯；
2. 利用位元組碼修改工具，硬改位元組碼，加上一個擁有256個參數的方法。

第一種方法看似簡單，但是其實從openJDK中提取出來的Javac項目不能直接run，需要很多配置，而且源碼依賴了很多jdk中的不可見類，操作起來很麻煩。是以這裡我采用了第二種方法，工具選用的是老朋友javassist。

其實javassist使用起來很簡單，這裡我隻需要對一個已有的class檔案加上一個新方法即可：

try {
            StringBuilder sb = new StringBuilder();

            sb.append("public static void testMax(");

            for (int i = 0; i < 256; i++) {
                sb.append("int a" + i);
                if(i < 255) {
                    sb.append(",");
                }
            }
            sb.append("){}");

            ClassPool cPool = new ClassPool(true);
            cPool.insertClassPath("/Users/wanginbeijing/Documents/MyProgramings/java/Mine/test/src");
            CtClass cClass = cPool.get("com.wangxiandeng.test.Test");
            CtMethod newMethod = CtNewMethod.make(sb.toString(), cClass);
            cClass.addMethod(newMethod);
            cClass.writeFile("/Users/wanginbeijing/Documents/MyProgramings/java/Mine/test/src");
        } catch (NotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (CannotCompileException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (
                IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }           

以上就通過javassist成功的給Test.class 檔案加上了一個擁有256個參數的方法testMax（）。現在讓我們運作下Test.class試試：

java com.wangxiandeng.test.Test           

沒想到這次雖然瞞過了編譯器，卻沒有過的了虛拟機這一關，運作直接報錯了：

錯誤: 加載主類 com.wangxiandeng.test.Test 時出現 LinkageError

java.lang.ClassFormatError: Too many arguments in method signature in class file com/wangxiandeng/test/Test           

看樣子Java不僅僅在編譯期會對方法參數數量做限制，在虛拟機運作期間同樣會幹這件事。

本着一查到底的精神，我在HotSpot源碼中搜尋了下上面報的錯誤，找到了虛拟機檢查參數數量的地方：

Method* ClassFileParser::parse_method(const ClassFileStream* const cfs,
                                      bool is_interface,
                                      const ConstantPool* cp,
                                      AccessFlags* const promoted_flags,
                                      TRAPS) {
      ......
      if (_need_verify) {
            args_size = ((flags & JVM_ACC_STATIC) ? 0 : 1) +verify_legal_method_signature(name, signature, CHECK_NULL);

            if (args_size > MAX_ARGS_SIZE) {
                  classfile_parse_error("Too many arguments in method signature in class file %s", CHECK_NULL);
            }
      }
      ......
}           

可見虛拟機在解析class檔案中的方法時，會判斷參數數量args_size是否大于MAX_ARGS_SIZE，如果大于則就會報錯了。MAX_ARGS_SIZE為255。

這裡有一點需要注意，在計算args_size時，有判斷方法是否為static方法，如果不是static方法，則會在方法原有參數數量上再加一，這是因為非static方法會添加一個預設參數到參數清單首位：方法的真正執行者，即方法所屬類的執行個體對象。

事情到這裡總算大概明白了，Java static方法的參數最多隻能有255個，非static方法最多隻能有254個。雖然遠不及我剛開始推測的65535個，但是這也完全夠用了，畢竟你敢在你的項目裡定義一個255個參數的方法而保證不被人打死嗎。

有人可能要問，如果我定義的方法參數是變長參數呢？還有這種限制嗎？這當然是沒有的，因為變成參數的本質其實就是傳遞一個數組，你傳再多的參數，編譯後其實都隻是一個數組而已。

其實Java不是限制方法的參數個數，而是限制參數的機關數量，我又回頭看了下源碼，Javac在編譯期計算方法的參數個數時，調用的是這個方法：

Code.width(types.erasure(env.enclMethod.sym.type).getParameterTypes())

Code.width（）會根據參數類型，計算出以位元組為機關的參數數量：

public static int width(int typecode) {
        switch (typecode) {
        case LONGcode: case DOUBLEcode: return 2;
        case VOIDcode: return 0;
        default: return 1;
        }
    }           

可見對于long、doubule，會占用兩個機關數，是以說java方法最多隻能有255個參數是不準确的，隻能說java方法容許的參數總機關數為255。其實想想也對，java方法調用前會将參數進行壓棧，虛拟機本身就應該基于方法傳參占用的棧深度去進行限制。

另有知友提醒，《Java虛拟機規範》中其實已經做了說明，我翻了一下，在《Java虛拟機限制》這一小節中有提到：

方法的參數最多有255個，它是由方法描述符(§4.3.3)的定義所限制，如果方法調 用是針對執行個體或接口方法，那麼這個限制也包􏰁着占有一個單元的 this。注意對于定義 在方法描述符中的參數長度來說，每個 long 和 double 參數都會占用兩個長度機關，所 以如果有這些類型的話，最終的限制的最大值将會變小。

書中自有黃金屋啊！不過紙上得來終覺淺，絕知此事要躬行，你說是不是呢？

三：一切都結束了

嗯，做完實驗，寫完文章，我總算把這件事搞明白了，女朋友早已在呼呼大睡，好像我确實很無聊，好像我确實還是一條鹹魚。

聽說喜歡點關注的同學都長得帥