函数内联（进阶）

复习

本章为进阶内容，零基础读者可以跳过，不影响后续阅读。

　　函数调用不是免费的：要传参、要保存返回地址、要跳转、要建立栈帧、要返回。对于很小又被频繁调用的函数，这些开销甚至可能超过函数体本身的工作量。

　　一个直接的办法是：别调了，把函数体直接“塞”进调用处。 这就是函数内联（function inlining）。

　　内联最直接的好处，是省掉调用的一整套开销。但更妙的是，它常常能打开新的优化空间：

函数 加一(x): 返回 x + 1
调用处: a = 加一(5)

　　内联之后，变成了 a = 5 + 1，再一折叠就是 a = 6。内联把“跨越函数边界”的计算，拉到了同一个上下文里，于是常量传播、公共子表达式消除、死代码删除等优化，都更容易施展。

　　这也是为什么内联常被视为“优化的放大器”：它自己不总是最亮眼的那个，却让别的优化更有用武之地。

　　但内联不是白来的，代价是代码体积膨胀。一个函数被调十次，内联后就复制了十份。代码变大，可能带来两个问题：

　　所以，内联不是“越多越好”，而是一次精打细算的取舍。

　　编译器通常会挑小函数和热点函数（被频繁调用的）优先内联，对体积大、调用少的函数则保守一些。此外，递归函数不能无限内联——否则会无限展开下去，必须设一个界限。

　　“用体积换速度，还是保体积”，又一次是那个熟悉的权衡。关键看那点速度值不值得那些体积。

思考题 1

　　函数内联能带来哪些好处？

思考题 2

　　函数内联的代价是什么？

　　一是省去函数调用的开销（传参、跳转、建栈、返回等）；二是把调用与被调函数的代码拉到同一上下文，使常量传播、公共子表达式消除等优化更容易施展，从而间接带来更多优化收益。

　　代价是代码体积膨胀：函数被调用多少次就复制多少份，占用更多内存，可能使指令缓存命中率下降，编译产物与编译时间也可能增加。因此内联需要权衡，并非越多越好。

设计师 | 南国微雪