解析Kotlin中的内联函数，inline、noinline、crossinline【笔记摘要】

用编译时常量的概念，引出本文要讲内联函数inline：

1.编译时常量

Java的编译时常量 Compile-time Constant

它有四个要求：1.这个变量需要是 final 的 2.类型只能是字符串或者基本类型 3.这个变量需要在声明的时候就赋值 4.等号右边还不能太复杂

final String name = "hsf";
final int age = 18;
final long current = System.currentTimeMillis();

这种编译时常量，会被编译器以内联的形式进行编译，也就是直接把你的值拿过去替换掉调用处的变量名来编译。这样一来，程序结构就变简单了，编译器和 JVM 也方便做各种优化。这，就是编译时常量的作用。

这种编译时常量，到了 Kotlin 里有了一个专有的关键字，叫 const

一个变量如果以 const val 开头，它就会被编译器当做编译时常量来进行内联式编译：

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当然你得符合编译时常量的特征啊，不然会报错，不给编。
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让变量内联用的是 const；而除了变量，Kotlin 还增加了对函数进行内联的支持。在 Kotlin 里，你给一个函数加上 inline 关键字，这个函数就会被以内联的方式进行编译。
但！虽然同为内联，inline 关键字的作用和目的跟 const 是完全不同的

2.inline出现的原因

事实上，inline 关键字不止可以内联自己的内部代码，还可以内联自己内部的内部的代码。什么叫「内部的内部」？就是自己的函数类型的参数

声明一个函数，其有一个函数类型的参数
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我可以填成匿名函数的形式：
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也可以简单点，写成 Lambda 表达式：
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因为 Java 并没有对函数类型的变量的原生支持，Kotlin 需要想办法来让这种自己新引入的概念在 JVM 中落地，就是用一个 JVM 对象来作为函数类型的变量的实际载体，让这个对象去执行实际的代码。

也就是说，在我对代码做了刚才那种修改之后，程序在每次调用 hello() 的时候都会创建一个对象来执行 Lambda 表达式里的代码，虽然这个对象是用一下之后马上就被抛弃，但它确实被创建了。
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但是如果这种函数被放在循环里执行，内存占用一下就飚起来了。而且关键是，你作为函数的创建者，并不知道、也没法规定别人在什么地方调用这个函数，也就是说，这个函数是否出现在循环或者界面刷新之类的高频场景里，是完全不可控的。

3.inline的作用

函数在被加了 inline 关键字之后，编译器在编译时不仅会把函数内联过来，而且会把它内部的函数类型的参数也内联过来。换句话说，这个函数被编译器贴过来的时候是完全展开铺平的：
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经过这种优化，就避免了函数类型的参数所造成的临时对象的创建。这样的话，就不怕在循环或者界面刷新这样的高频场景里调用它们了
在这里插入图片描述

这就是 inline 关键字的用处：高阶函数（Higher-order Functions）有它们天然的性能缺陷，我们通过 inline 关键字让函数用内联的方式进行编译，来减少参数对象的创建，从而避免出现性能问题

4.noinline

当一个函数被内联之后，它内部的那些函数类型的参数就不再是对象了，因为它们的壳被脱掉了。换句话说，对于编译之后的字节码来说，这个对象根本就不存在。一个不存在的对象，你怎么使用？
所以当你要把一个这样的参数当做对象使用的时候，Android Studio 会报错，告诉你这没法编译：
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那……我如果真的需要用这个对象怎么办？加上 noinline：
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加了 noinline 之后，这个参数就不会参与内联了：
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noinline 的作用：用来局部地、指向性地关掉函数的内联优化的。使得函数中的函数类型的参数可能被当做对象来使用

5.在Lamdba中使用return

//情况一
fun hello(postAction: () -> Unit) {
    LogUtil.d("Hello!")
    postAction()
}
//情况二
inline fun hello(postAction: () -> Unit) {
    LogUtil.d("Hello!")
    postAction()
}

hello {
    LogUtil.d("Bye!")
    return  //实际上对于情况一，这里编译过不了
    LogUtil.d("Bye!2")
}

对于函数参数中的Lambda 的 return，我们有这样的直观感受。如果是在非内联函数中，return的应该是hello；如果是在内联函数中，return的应该是hello的外层函数。这就造成了一种歧义，那我一个 return 结束哪个函数，竟然要看这个函数是不是内联函数！那岂不是我每次写这种代码都得钻到原函数里去看看有没有 inline 关键字，才能知道我的代码会怎么执行？那这也太难了吧！

为了消除在Lamdba中return所带来的歧义，Kotlin指定了Lambda中return的规则：

规则1、只有内联函数的 Lambda 参数可以使用 return。

fun hello(postAction: () -> Unit) {
    LogUtil.d("Hello!")
    postAction()
}

hello {
    LogUtil.d("Bye!")
    return  //编译不通过，提示return' is not allowed here
    LogUtil.d("Bye!2")
}

注意：如果给函数参数又加上了noinline，那么lambda中的return又报错了，很简单，因为它不属于内联的参数了，它又不是铺平的了，此时它的return又变得有歧义了

规则2、Lambda 里的 return，结束的不是直接的外层函数，而是外层再外层的函数（因为内联函数已经被铺平了）

inline fun hello(postAction: () -> Unit) {
    LogUtil.d("Hello!")
    postAction()
}

hello {
    LogUtil.d("Bye!")
    return  //编译通过，这个return结束的是hello外层的函数
    LogUtil.d("Bye!2")
}

注意：非Lamdba，也就是那种用fun来写的函数类型参数，在是否内联函数中都可以使用return，因为它都结束的是自己的这个fun

fun hello(postAction: () -> Unit) {
    LogUtil.d("Hello!")
    postAction()
}

hello(fun() {
    LogUtil.d("Bye!")
    return  //这个return结束的是hello
    LogUtil.d("Bye!2")
})

6.crossinline

如果我要对内联函数里的函数类型的参数进行间接调用，例如：

fun ppp(runnable: Runnable) {
	...
}

inline fun hello(postAction: () -> Unit) {
    LogUtil.d("Hello!")
    ppp{
        //实际这里编译不通过，提示: Can't inline 'postAction' here: it may contain non-local returns. Add 'crossinline' modifier to parameter declaration 'postAction'
        postAction()  
    }
}

fun main(){
    hello {
        LogUtil.d("Bye!")
        return
        LogUtil.d("Bye!2")
    }
}

这就带来了一个麻烦：本来在调用处行的 return 是要结束它外层再外层的 main() 函数的，但现在因为它被放在了 ppp() 里，hello() 对它的调用就变成了间接调用。所谓间接调用，直白点说就是它和外层的 hello() 函数之间的关系被切断了。和 hello() 的关系被切断，那就更够不着更外层的 main() 了，也就是说这个间接调用，导致 Lambda 里的 return 无法结束最外面的 main() 函数了。
因此Kotlin选择了，干脆内联函数里的函数类型的参数，不允许这种间接调用。

那我如果真的有这种需求呢？如果我真的需要间接调用，怎么办？使用 crossinline。crossinline 也是一个用在参数上的关键字。当你给一个需要被间接调用的参数加上 crossinline，就对它解除了这个限制，从而就可以对它进行间接调用了：

inline fun hello(crossinline postAction: () -> Unit) {
    LogUtil.d("Hello!")
    ppp{
        postAction()
    }
}

不过这就又会导致前面说过的return歧义的问题，它结束的是谁？是包着它的 ppp()，还是依然是hello的外层？

hello {
    LogUtil.d("Bye!")
    return
    LogUtil.d("Bye!2")
}

对于这种不一致，Kotlin 增加了一条额外规定：内联函数里被 crossinline 修饰的函数类型的参数，将不再享有「Lambda 表达式可以使用 return」的福利。所以这个 return 并不会面临「要结束谁」的问题，而是直接就不许这么写。

fun ppp(runnable: Runnable) {

}

inline fun hello(crossinline　postAction: () -> Unit) {
    LogUtil.d("Hello!")
    ppp{
        postAction() 
    }
}

fun main(){
    hello {
        LogUtil.d("Bye!")
        return　//这里编译不通过，提示：'return' is not allowed here
        LogUtil.d("Bye!2")
    }
}