当前位置：首页 > news >正文

重庆网站优化服务企业网络推广网站

news 2025/7/7 12:21:48

重庆网站优化服务,企业网络推广网站,一起做网店白沟,龙井建设局网站主要内容： inline 高价函数的原理分析Non-local returns noinlinecrossinline inline 如果有C语言基础的，inline 修饰一个函数表示该函数是一个内联函数。编译时，编译器会将内联函数的函数体拷贝到调用的地方。我们先看下在一个普通的 kot…

主要内容：

inline
- 高价函数的原理分析
- Non-local returns
noinline
crossinline

inline

如果有C语言基础的，inline 修饰一个函数表示该函数是一个内联函数。编译时，编译器会将内联函数的函数体拷贝到调用的地方。我们先看下在一个普通的 kotlin 函数上使用 inline 关键字：

inline fun inlineFun() {println("from inlineFun")
}

会发现 IDE 会给出警告：

在这里插入图片描述
建议我们在高阶函数上使用 inline 关键字。

好，那我们来看下高阶函数。

高价函数的原理分析

下面是一个简单的高阶函数，函数参数是一个 function type 类型：

private fun proxy(action: () -> Unit) {println("start logging")action()println("end logging")
}

编译后对应的 Java 代码为：

private final void proxy(Function0 action) {String var2 = "start logging";System.out.println(var2);action();var2 = "end logging";System.out.println(var2);
}

会将 function type 编译成 Function0 类型，因为 action: () -> Unit括号内是无参的，所以是 Function0，如果是一个参数对应 Function1，以此类推。然后，我们调用上面的高阶函数 proxy:

fun invokeProxy() {proxy {println("eating")}
}

查看对应的字节码：

  public final invokeProxy()VL0LINENUMBER 34 L0ALOAD 0GETSTATIC inline/InlineTest$invokeProxy$1.INSTANCE : Linline/InlineTest$invokeProxy$1;CHECKCAST kotlin/jvm/functions/Function0INVOKESPECIAL inline/InlineTest.proxy (Lkotlin/jvm/functions/Function0;)VL1LINENUMBER 38 L1RETURNL2LOCALVARIABLE this Linline/InlineTest; L0 L2 0MAXSTACK = 2MAXLOCALS = 1

可以看出，编译后会生成一个内部类：inline/InlineTest$invokeProxy$1，然后我们看下这个内部类长什么样：

final class inline/InlineTest$invokeProxy$1 extends kotlin/jvm/internal/Lambda implements kotlin/jvm/functions/Function0 {// access flags 0x1041public synthetic bridge invoke()Ljava/lang/Object;L0LINENUMBER 15 L0ALOAD 0INVOKEVIRTUAL inline/InlineTest$invokeProxy$1.invoke ()VGETSTATIC kotlin/Unit.INSTANCE : Lkotlin/Unit;ARETURNMAXSTACK = 1MAXLOCALS = 1// access flags 0x11public final invoke()VL0LINENUMBER 36 L0LDC "eating"ASTORE 1L1GETSTATIC java/lang/System.out : Ljava/io/PrintStream;ALOAD 1INVOKEVIRTUAL java/io/PrintStream.println (Ljava/lang/Object;)VL2L3LINENUMBER 37 L3RETURNL4LOCALVARIABLE this Linline/InlineTest$invokeProxy$1; L0 L4 0MAXSTACK = 2MAXLOCALS = 2// access flags 0x0<init>()VALOAD 0ICONST_0INVOKESPECIAL kotlin/jvm/internal/Lambda.<init> (I)VRETURNMAXSTACK = 2MAXLOCALS = 1// access flags 0x19public final static Linline/InlineTest$invokeProxy$1; INSTANCE// access flags 0x8static <clinit>()VNEW inline/InlineTest$invokeProxy$1DUPINVOKESPECIAL inline/InlineTest$invokeProxy$1.<init> ()VPUTSTATIC inline/InlineTest$invokeProxy$1.INSTANCE : Linline/InlineTest$invokeProxy$1;RETURNMAXSTACK = 2MAXLOCALS = 0@Lkotlin/Metadata;(mv={1, 8, 0}, k=3, d1={"\u0000\u0008\n\u0000\n\u0002\u0010\u0002\n\u0000\u0010\u0000\u001a\u00020\u0001H\n\u00a2\u0006\u0002\u0008\u0002"}, d2={"<anonymous>", "", "invoke"})OUTERCLASS inline/InlineTest invokeProxy ()V// access flags 0x18final static INNERCLASS inline/InlineTest$invokeProxy$1 null null// compiled from: InlineTest.kt
}

上面的字节码，类似下面的伪代码：

final class InlineTest$invokeProxy$1 extends kotlin/jvm/internal/Lambda implements kotlin/jvm/functions/Function0 {public final static InlineTest$invokeProxy$1 INSTANCE;static {INSTANCE = new InlineTest$invokeProxy$1()}public void invoke(){System.out.println("eating")}
}

可以看出，调用高阶函数 proxy，会生成内部类（该内部类是一个单例）将lambda体里的代码，拷贝到 invoke 函数里面。

小结：简单来说，就是有多少个调用点（call site 调用高阶函数的地方）就会产生多少个内部类。

我们继续往下看，如果在 lambda 表达式体里访问外部的变量呢：

class InlineTest {var age = 18private fun proxy(action: () -> Unit) {println("start logging")action()println("end logging")}fun invokeProxy() {proxy {age = 11 // 访问外部的成员变量println("eating")}}
}

invokeProxy对应的字节码如下：

  public final invokeProxy()VL0LINENUMBER 34 L0ALOAD 0NEW inline/InlineTest$invokeProxy$1DUPALOAD 0INVOKESPECIAL inline/InlineTest$invokeProxy$1.<init> (Linline/InlineTest;)VCHECKCAST kotlin/jvm/functions/Function0INVOKESPECIAL inline/InlineTest.proxy (Lkotlin/jvm/functions/Function0;)VL1LINENUMBER 38 L1RETURNL2LOCALVARIABLE this Linline/InlineTest; L0 L2 0MAXSTACK = 4MAXLOCALS = 1

对应的 Java 伪代码如下：

public final void invokeProxy(){InlineTest$invokeProxy$1 function0 = new InlineTest$invokeProxy$1()proxy(function0)
}

该内部类 InlineTest$invokeProxy$1 变成如下:

final class InlineTest$invokeProxy$1 extends kotlin/jvm/internal/Lambda implements kotlin/jvm/functions/Function0 {public void invoke(){InlineTest$invokeProxy$1.this.setAge(11)System.out.println("eating")}
}

可以看出每调用一次高阶函数 proxy 会都会创建一个内部类对象。

小结：

每个调用高阶函数地方（调用点），编译时，编译器都会生成一个内部类
调用高阶函数时，如果传入的 lambda 表达式体没有使用外部变量，那么只会用到内部类常量对象；如果 lambda 表达式体使用了外部变量，那么每次调用该高阶函数都会创建一个内部类对象。
如果在一个频繁触发的地方调用高阶函数，如自定义 draw 方法里，刚好 lambda 体又实用到了外部成员变量，这样就会隐性地在 draw 方法里频繁创建对象。

这样时候 inline 关键字就派上用场了。

将上面的高阶函数 proxy 使用 inline 修饰：

private inline fun proxy(action: () -> Unit) {println("start logging")action()println("end logging")
}

调用该高阶函数：

fun invokeProxyInline() {proxy {println("eating")}
}

字节码对应的 Java 代码如下：

public final void invokeProxyInline() {int $i$f$proxyInline = false;String var3 = "start logging";System.out.println(var3);int var4 = false;String var5 = "eating";System.out.println(var5);var3 = "end logging";System.out.println(var3);
}

可以看出调用 proxy 函数的地方不会创建内部类，而是将高阶函数的函数体拷贝到调用点。

Non-local returns

什么是 Non-local returns？我们先来看下什么是 return，下面是 kotlin 对 return 的定义：

by default returns from the nearest enclosing function or anonymous function.

意思就是：从离 return 最近的封闭函数或匿名函数中返回。举个例子：

fun test(age:Int) {if (age < 0) {return}println(age)
}

其中 test就是 enclosing function. 也就是说 return 的作用就是从一个函数中返回（离它最近的函数）。

搞清楚 return 关键字之后，我们来看下在 lambda 中使用 reutrn：

// 定义一个普通的高阶函数
private fun normalFunction(action: () -> Unit){println("start......")action()println("end......")
}main(){// 调用高阶函数normalFunction {return // 使用 return, 编译器报错}
}

发现编译器报错了，为啥不能在 lambda 中使用 return 呢？

首先，上面代码中里离 return关键字最近的 enclosing function是 main函数，有人可能会问，离 return最近的不是 normalFunction么？normalFunction只是一个函数调用，它不是一个封闭的函数，封闭的是 lambda 表达式。

其次，return也无法控制 normalFunction函数的 return的。因为 return所处的代码块只是 normalFunction的 lambda 参数而已，return控制的是 lambda。正如 Kotlin 官网所说的：

A bare return is forbidden inside a lambda because a lambda cannot make the enclosing function return.

因为在 lambda 中使用return，无法实现 return 的定义，所以无法在 lambda 中使用 return，如果是内联函数，则可以在 lambda 中使用 return：

private inline fun normalFunction(action: () -> Unit){println("start......")action()println("end......")
}main(){// 调用高阶函数normalFunction {return}
}

上面的代码是合法的（因为内联 normalFunction，编译时会将代码体拷贝到main函数中）.

Kotlin 中把这种 return 称之为 Non-local returns（located in a lambda, but exiting the enclosing function）.
Non-local returns 名字很好理解：return 的 local 是 lambda，而此处的 return 返回的是 lambda 外面的 main 函数（non-local），所以称之为 non-local returns.

noinline

noinline 顾名思义就是不内联。那是什么时候使用 noinline 呢？我们在上面 proxy 函数基础上做一个小修改：

private inline fun proxy(action: () -> Unit, action2: () -> Unit) {println("start logging")action()println("end logging")// action2 作为参数传递给另一个高阶函数cleanResource(action2)
}private fun cleanResource(execution: () -> Unit) {execution()println("cleaning resource1")println("cleaning resource2")
}

为了 proxy 新增了另一个参数 action2，然后将 action2 传递给高阶函数 cleanResource. 但是 IDEA 会提示如下错误：
在这里插入图片描述
提示我们使用 noinline 修饰 action2 参数：

private inline fun proxy(action: () -> Unit, noinline action2: () -> Unit) {println("start logging")action()println("end logging")// action2 作为参数传递给另一个高阶函数cleanResource(action2)
}

为什么不加 noinline 就会报错呢？

其实很好理解，因为 proxy 是一个 inline 函数，那么调用 proxy 的地方，编译器都会将函数体拷贝过去，包括传入的 lambda 参数（如上面的 action，action2），例如：

fun invokeProxy() {proxy({println("eating...")}, {println("eating...2")})
}

action对应的代码块是：println("eating...")，action2 对应的代码块是：println("eating...2")

因为action2传递给了 cleanResource，要想将代码块当做参数传递给函数，那么代码块用什么来表示，目前只能使用Class类。然而 proxy又是 inline 的，所以需要对 action2 参数单独处理，将其不要 inline。所以需要使用 oninline关键字来修饰 action2参数。

小结：如果需要将 inline 高阶函数的 lambda 参数传递给另一个高阶函数或作为函数的返回值，均需要使用 noinline 关键字修饰该参数。

crossinline

介绍完了 inline 和 noinline，我们来看下 crossinline。将上面的 proxy 函数，稍作修改：

private fun wrap(action: () -> Unit) {action.invoke()
}private inline fun proxy(action: () -> Unit) {println("start logging")wrap {action()}println("end logging")
}

编译器会报错，给出如下提示：

在这里插入图片描述
编译器报错原因：action 可能包含 Non-local returns，Kotlin 中不允许在非内联的 lambda 中使用 return（原因已经在 Non-local returns 章节已介绍了），也就是说 action 代码块中可能存在 return 关键字，需要使用 crossinline 来修饰 action 参数：

private inline fun proxy(crossinline action: () -> Unit) {println("start logging")wrap {action()}println("end logging")
}// 调用 proxy
private fun invokeProxy() {proxy{println("invoke acrossinline")}
}

我们看下 invokeProxy字节码：

// 内部类
public final class InlineTest$invokeProxy$$inlined$proxy$1 extends Lambda implements Function0 {public InlineTest$invokeProxy$$inlined$proxy$1() {super(0);}// $FF: synthetic method// $FF: bridge methodpublic Object invoke() {this.invoke();return Unit.INSTANCE;}public final void invoke() {int var1 = false;String var2 = "invoke acrossinline";System.out.println(var2);}
}private final void invokeProxy() {int $i$f$proxy = false;String var3 = "start logging";System.out.println(var3);// 每次都 new 一个内部类对象access$wrap(this, (Function0)(new InlineTest$invokeProxy$$inlined$proxy$1()));var3 = "end logging";System.out.println(var3);
}

可以看出会生成一个内部类：

InlineTest$invokeProxy$$inlined$proxy$1

并且每次调用都会创建一个内部类对象。crossinline 阻止了 action 参数内联。

可以到看 crossinline 的核心作用是阻止内联，那我们将 crossinline 换成 noinline 是不是也可以呢？

private inline fun proxy(noinline action: () -> Unit) {println("start logging")wrap {action()}println("end logging")
}

编译器不会报错，代码运行也是OK，貌似可以使用 noinline 代替 crossinline，既然可以用 noinline，为啥还搞个新的 crossinline 关键字？上面的代码虽然可以使用 noinline 代替 crossinline，但是底层还差别的。我们看下使用 noinline 对应的字节码：

  public final invokeProxy()VL0LINENUMBER 135 L0ALOAD 0ASTORE 1GETSTATIC inline/InlineTest$invokeProxy$1.INSTANCE : Linline/InlineTest$invokeProxy$1;CHECKCAST kotlin/jvm/functions/Function0// 省略其他代码L5LINENUMBER 184 L5ALOAD 1NEW inline/InlineTest$proxy$1DUPALOAD 2INVOKESPECIAL inline/InlineTest$proxy$1.<init> (Lkotlin/jvm/functions/Function0;)VCHECKCAST kotlin/jvm/functions/Function0INVOKESTATIC inline/InlineTest.access$wrap (Linline/InlineTest;Lkotlin/jvm/functions/Function0;)V// 省略其他...