内联函数 inline noinline crossinline reified

一、内联函数家族

1) inline ------ 代码"展开到调用点"

是什么 ：编译器把函数体（以及可内联的 lambda）直接替换到调用处，避免创建 FunctionN 对象和虚调用开销。
好处 ：减少分配与调度；允许 reified（具体化泛型）。
风险：代码体大/调用多 → 字节码膨胀；堆栈回溯不如非内联直观。

范式

kotlin
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inline fun <T> measure(tag: String, block: () -> T): T {
    val t0 = System.nanoTime()
    return try { block() } finally {
        println("$tag took ${(System.nanoTime()-t0)/1e6}ms")
    }
}

// 调用点不会分配 Function 对象
val data = measure("load") { repo.load() }

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2) noinline ------ 这个 lambda 不要内联

什么时候用 ：当某个参数 lambda 需要被保存/传递（赋给字段、放集合、延迟执行）时，必须禁止内联。

kotlin
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inline fun process(doNow: () -> Unit, noinline doLater: () -> Unit) {
    doNow()              // 可内联
    scheduler.post(doLater)  // 需要当值传递 → noinline
}

带 noinline 的参数不能 用 reified 能力（见下节）。

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3) crossinline ------ 禁止"非局部返回"

背景 ：内联 lambda 默认允许 非局部返回 （return 直接从外层函数返回）。
问题 ：如果 lambda 在其他线程/延迟 执行，非局部返回会破坏控制流。
解决 ：用 crossinline 禁止非局部返回，只能 return@label 局部返回。

kotlin
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inline fun onBg(crossinline block: () -> Unit) {
    Thread { block() }.start()   // 可能跨线程执行
}

fun foo() {
    onBg {
        // return      // ❌ 编译错误（禁止非局部返回）
        return@onBg    // ✅ 局部返回
    }
}

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4) reified ------ 具体化泛型（只在 inline 中可用）

动机 ：JVM 泛型类型擦除导致运行时拿不到 T 的类型信息。
做法 ：在 inline 中用 reified T，编译时把"实际类型"写死到调用点，允许 is T、T::class。

kotlin
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inline fun <reified T> Gson.fromJson(json: String): T =
    fromJson(json, T::class.java)

val user: User = Gson().fromJson(json)  // 省去 TypeToken

限制 ：只能在 inline 函数的 reified 类型参数 上使用；Java 端无法直接调用这种 API 享受 reified，好在可暴露重载。

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5) 搭配与边界

• inline + reified：类型检查/反射/序列化最常用组合（filterIsInstance<T>()、startActivity<T>()）。
• noinline 参数不能 reified；需要两种语义时可并存：inline fun f(a: ()->Unit, noinline b: ()->Unit)。
• crossinline 常见于回调/线程/协程 边界，禁止 return 逃逸外层。
• 过度内联会膨胀字节码；复杂长函数慎用。

一、基础理解类

Q1. 什么是内联函数（inline function）？为什么需要？

答法：

• 定义 ：编译器会把函数体 直接展开 到调用处，避免生成额外的函数调用栈和 lambda 对象。

• 目的：

  1. 性能优化：减少函数调用开销和 lambda 对象分配（减少 GC 压力）。
  2. 突破限制 ：允许 lambda 内的非局部返回（return 直接返回外层函数）。

• 适用场景：

  • 高阶函数（参数是 lambda）且调用频繁。
  • 避免在热路径频繁分配闭包对象。

深挖点：

• 内联是编译期优化，跟 JVM 的 JIT inline 不冲突（Kotlin 编译器做一次，JVM JIT 还会做一次）。
• 如果函数很大，内联可能导致 字节码膨胀（code bloat），所以不建议滥用。

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Q2. 内联函数与普通函数在字节码上的区别？

答法：

• 普通函数：生成独立的方法字节码 + lambda 会编译成 FunctionN 实现类。

• 内联函数：函数体和 lambda 复制展开到调用点，lambda 内部变量捕获直接用外层变量，无闭包类。

• 好处：

  • 减少对象创建（闭包类、捕获对象）。
  • 减少一次栈帧调用。

• 坏处：

  • 调用点多 → 字节码重复多次 → 增加 APK 体积。

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二、进阶应用类

Q3. 为什么 inline 能支持 lambda 的非局部返回（non-local return）？

答法：

• 因为 lambda 被内联展开到调用点，相当于 lambda 代码直接放在外层函数中执行，所以可以 return 到外层函数。
• 普通高阶函数传 lambda 是运行时回调，lambda 只能返回自身，不可能跳出外层。

示例：

kotlin
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inline fun forEach(list: List<Int>, action: (Int) -> Unit) {
    for (i in list) action(i)
}

fun test() {
    forEach(listOf(1,2,3)) {
        if (it == 2) return // 非局部返回（直接跳出 test）
    }
}

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Q4. noinline 的作用是什么？

答法：

• noinline 表示这个 lambda 不内联 ，即使所在函数是 inline。

• 使用场景：

  1. 需要把 lambda 存储到变量 或 作为返回值（内联 lambda 不能存储）。
  2. 需要把 lambda 传递到其他地方延迟执行。

示例：

kotlin
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inline fun test(inlined: () -> Unit, noinline nonInlined: () -> Unit) {
    inlined() // 内联
    val f = nonInlined // 可以存储
}

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Q5. crossinline 的作用是什么？

答法：

• crossinline 表示 lambda 必须内联 ，但禁止非局部返回。
• 场景：内联 lambda 会被放到另一个函数/线程中执行（异步执行），如果允许非局部返回会破坏调用逻辑。
• 解决 ：crossinline 让编译器禁止使用 return 返回外层函数。

示例：

kotlin
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inline fun runAsync(crossinline block: () -> Unit) {
    Thread { block() }.start()
}

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Q6. reified 为什么必须和 inline 一起用？

答法：

• 原因 ：JVM 泛型类型擦除，运行时拿不到 T。
• inline 把函数展开到调用点，编译器可以把实际类型写进字节码，因此 T 在运行时可用。
• 没有 inline 的普通泛型函数，编译后 T 消失，不能 is T 或 T::class。

示例：

kotlin
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inline fun <reified T> Gson.fromJson(json: String): T =
    fromJson(json, T::class.java)

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三、原理追问类

Q7. inline 会影响调试和异常堆栈吗？

答法：

• 会的。因为代码被展开到调用点，异常堆栈的函数名可能丢失（编译器会生成 @InlineOnly 标记和合成方法）。
• 调试断点可能不进入"原始函数"，而是直接在调用点执行。

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Q8. inline 会影响递归函数吗？

答法：

• 不能直接递归，因为内联会无限展开编译失败。

• 解决：

  • 取消内联；
  • 或把递归改为迭代。

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Q9. inline 滥用有什么问题？

答法：

1. 代码体积膨胀（调用点多 → 复制多）。
2. 反编译堆栈可读性下降。
3. 大函数/调用少时，收益小甚至负收益。
4. 复杂捕获变量场景，反而增加编译复杂度。

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四、常见陷阱类

Q10. noinline 的 lambda 能 reified 吗？

答法：

• 不能。reified 必须依赖 inline 展开到调用点，noinline lambda 是运行时传递，类型擦除后拿不到具体类型。

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Q11. inline 与 Java 互操作的注意事项？

答法：

• Java 调用 Kotlin inline 函数，看到的就是一个普通方法（因为内联只在 Kotlin 编译期起作用）。
• 如果 Java 调用 reified 泛型，会报错（Java 无法传递类型参数给 reified），需要提供一个非 reified 重载。

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五. 性能与使用场景

Q12. inline 适合用在哪些场景？

• 小而频繁调用的高阶函数（forEach、map、UI 回调）。
• 工具方法（时间统计、日志埋点）。
• 需要 reified 泛型的场景（类型检查、反射、序列化解析）。

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Q13. inline 不适合用在哪些场景？

• 函数体过大（会导致字节码爆炸）。
• 调用次数少的工具方法（没有性能收益，还增加体积）。
• 递归函数（会无限展开）。

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六、面试速记口诀

内联为快，noinline 能存，crossinline 防 return，reified 破擦除

用在高频 lambda 调用，不要滥用大函数；Java 调用 reified 要加普通重载。