Kotlin 內(nèi)聯(lián)函數(shù)詳解及實(shí)例

概述

在說內(nèi)聯(lián)函數(shù)之前，先說說函數(shù)的調(diào)用過程。

調(diào)用某個(gè)函數(shù)實(shí)際上將程序執(zhí)行順序轉(zhuǎn)移到該函數(shù)所存放在內(nèi)存中某個(gè)地址，將函數(shù)的程序內(nèi)容執(zhí)行完后，再返回到轉(zhuǎn)去執(zhí)行該函數(shù)前的地方。這種轉(zhuǎn)移操作要求在轉(zhuǎn)去前要保護(hù)現(xiàn)場并記憶執(zhí)行的地址，轉(zhuǎn)回后先要恢復(fù)現(xiàn)場，并按原來保存地址繼續(xù)執(zhí)行。也就是通常說的壓棧和出棧。因此，函數(shù)調(diào)用要有一定的時(shí)間和空間方面的開銷。那么對(duì)于那些函數(shù)體代碼不是很大，又頻繁調(diào)用的函數(shù)來說，這個(gè)時(shí)間和空間的消耗會(huì)很大。

那怎么解決這個(gè)性能消耗問題呢，這個(gè)時(shí)候需要引入內(nèi)聯(lián)函數(shù)了。內(nèi)聯(lián)函數(shù)就是在程序編譯時(shí)，編譯器將程序中出現(xiàn)的內(nèi)聯(lián)函數(shù)的調(diào)用表達(dá)式用內(nèi)聯(lián)函數(shù)的函數(shù)體來直接進(jìn)行替換。顯然，這樣就不會(huì)產(chǎn)生轉(zhuǎn)去轉(zhuǎn)回的問題，但是由于在編譯時(shí)將函數(shù)體中的代碼被替代到程序中，因此會(huì)增加目標(biāo)程序代碼量，進(jìn)而增加空間開銷，而在時(shí)間代銷上不象函數(shù)調(diào)用時(shí)那么大，可見它是以目標(biāo)代碼的增加為代價(jià)來換取時(shí)間的節(jié)省。

inline

在Kotlin中，使用inline修飾符標(biāo)記內(nèi)聯(lián)函數(shù)，既會(huì)影響到函數(shù)本身, 也影響到傳遞給它的Lambda表達(dá)式，這兩者都會(huì)被內(nèi)聯(lián)到調(diào)用處。

例如：

inline fun lock<T>(lock: Lock, body: () -> T): T {
// ...
}

編譯器可以直接產(chǎn)生下面的代碼, 而不必為參數(shù)創(chuàng)建函數(shù)對(duì)象, 然后再調(diào)用這個(gè)參數(shù)指向的函數(shù):

l.lock()
try {
  foo()
}
finally {
  l.unlock()
}

noinline

如果一個(gè)內(nèi)聯(lián)函數(shù)的參數(shù)中有多個(gè) Lambda 表達(dá)式, 而你只希望內(nèi)聯(lián)其中的一部分, 你可以對(duì)函數(shù)的一部分參數(shù)添加 noinline 標(biāo)記:

inline fun foo(inlined: () -> Unit, noinline notInlined: () -> Unit) {
  // ...
}

可內(nèi)聯(lián)的 Lambda 表達(dá)式只能在內(nèi)聯(lián)函數(shù)內(nèi)部調(diào)用, 或者再作為可內(nèi)聯(lián)的參數(shù)傳遞給其他函數(shù), 但noinline 的 Lambda 表達(dá)式可以按照我們喜歡的方式任意使用: 可以保存在域內(nèi), 也可以當(dāng)作參數(shù)傳遞, 等等。

非局部返回(Non-local return)

在Kotlin中, 使用無限定符的通常的return語句, 只能用來退出一個(gè)有名稱的函數(shù), 或匿名函數(shù). 這就意味著, 要退出一個(gè)Lambda表達(dá)式, 我們必須使用一個(gè) 標(biāo)簽, 無標(biāo)簽的 return 在 Lambda 表達(dá)式內(nèi)是禁止使用的, 因?yàn)?Lambda 表達(dá)式不允許強(qiáng)制包含它的函數(shù)返回:

fun foo() {
  ordinaryFunction {
    return // 錯(cuò)誤: 這里不允許讓 `foo` 函數(shù)返回
  }
}

如果 Lambda 表達(dá)式被傳遞去的函數(shù)是內(nèi)聯(lián)函數(shù), 那么 return 語句也可以內(nèi)聯(lián), 因此 return 是允許的。

fun foo() {
  inlineFunction {
    return // OK: 這里的 Lambda 表達(dá)式是內(nèi)聯(lián)的
  }
}

注：

有些內(nèi)聯(lián)函數(shù)可能并不在自己的函數(shù)體內(nèi)直接調(diào)用傳遞給它的 Lambda 表達(dá)式參數(shù), 而是通過另一個(gè)執(zhí)行環(huán)境來調(diào)用, 比如通過一個(gè)局部對(duì)象, 或者一個(gè)嵌套函數(shù). 這種情況下, 在 Lambda 表達(dá)式內(nèi), 非局部的控制流同樣是禁止的. 為了標(biāo)識(shí)這一點(diǎn), Lambda 表達(dá)式參數(shù)需要添加 crossinline修飾符。

inline fun f(crossinline body: () -> Unit) {
  val f = object: Runnable {
    override fun run() = body()
  }
  // ...
}

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