Java中的内联化

Question

在C++中，我可以声明一个方法为"inline"，编译器可能会将其内联。据我所知，在Java中没有这样的关键字。

如果JVM决定这样做，就会进行内联处理吗？我能以某种方式影响这个决定吗？

- CL23

Answer 1

其他答案中有一些人提到只有final方法才能被内联，但这是不正确的。HotSpot聪明到可以内联非final方法，只要它们还没有被覆盖。

当加载一个覆盖该方法的类时，它会取消内联优化。显然，将该方法变成final意味着永远不需要执行此操作...

基本上让JVM完成其工作 - 它很可能比您更擅长在哪里进行内联。

您是否遇到了JVM无法很好地运行的情况？假设您正在使用HotSpot，您是否已尝试使用服务器版本而不是客户端版本？这可能会产生巨大的差异。

- Jon Skeet

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实际上，即使方法被覆盖，HotSpot也可以（推测性地）内联方法，并对不符合期望类型的对象进行虚拟方法调用。Server HotSpot甚至可以内联两个不同版本的方法（双态内联）。 - Tom Hawtin - tackline

@Tom：你介意我把那个包含在答案里吗？ - Jon Skeet

有些情况下，热点代码没有被内联，而手动内联可以将核心处理循环的性能提升5倍。 - R.Moeller

Answer 2

虽然Java编译器可以进行内联（对于短的早期绑定方法），但是真正的内联将由JIT编译器完成。 JIT（HotSpot）编译器甚至可以内联虚拟方法。 与其交互的最佳方式是编写简单明了的代码。 使用反射的代码很可能不允许内联。

希望这有所帮助。

- Shimi Bandiel

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你能提供任何证据表明Java编译器（而不是JIT编译器）内联方法调用吗？ - Michael Borgwardt

“很可能使用反射的代码不允许内联” - 这篇帖子似乎是相反的，是吗？ - MC Emperor

Answer 3

在C++中，我可以声明一个方法为"inline"，编译器会将其内联...或者不会。编译器可以自由选择将函数内联或不内联，你无法真正影响结果。这只是对编译器的提示。

在Java中没有这样的东西，编译器（以及后来进行优化时的VM）可以决定将方法“内联”。

请注意，“final”方法更有可能被内联（编译器无法内联非final方法，因为它们可能在派生类中被覆盖）。使用现代VM，类似的优化可以在运行时进行。VM将标记类型（以便进行类型检查），并内联代码。仅当检查失败时，它才会回退到原始未优化的多态方法调用。

- David Rodríguez - dribeas

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重要提示！在C语言中，“inline”并不会强制编译器将你的方法内联。 - Joachim Sauer

谢谢，你说得对，我忘记了“inline”只是给编译器的建议！ - CL23

有时候你可以强制编译器进行内联，但这取决于编译器：https://dev59.com/5HNA5IYBdhLWcg3wgeEd - Liran Orevi

我非常确定Java编译器无法决定内联方法 - 只有JIT编译器可以。 - Michael Borgwardt

编译器无法内联非final方法，因为它们可能会在派生类中被重写）- 这是完全错误的说法。如果在运行时尚未被覆盖，JIT编译器可以内联非final方法。 - Steve Kuo

@SteveKuo：这就是为什么final方法有更大的机会的原因，也许在答案中没有表述清楚。 - David Rodríguez - dribeas

Answer 4

如果涉及的方法：

• 短小精悍
• 是最终版本
• 不依赖于任何长的非最终方法

在这些情况下，虚拟机更有可能进行内联操作。因为只有在这种情况下JVM才能确定调用的效果。

- PaulJWilliams

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final 对于 HotSpot 没有任何影响。 - Tom Hawtin - tackline

@TomHawtin-tackline 有趣，你能详细说明一下吗？ - MC Emperor

@MCEmperor 可能会有所更改，但它只是检查是否有任何已加载的类覆盖了该方法。 - Tom Hawtin - tackline

Answer 5

class A {
    final int foo() { return 3; }
}

给定这个类，任何对foo()的调用都可以被替换为常量“3”。任何Java1虚拟机都可以做到这一点，因为“final”关键字明确规定了不可能有一个子类覆盖“int foo()”。

在调用站点进行方法内联提供以下好处:

- 没有方法调用 - 没有动态分派 - 可能将值常量折叠，例如，“a.foo()+2”变成5，没有在运行时执行任何代码。

过去，程序员经常插入“final”关键字，正是出于这个原因。或者为了更好地促进内联并增加执行速度，他们会将许多较小的方法合并为一个较大的方法。但在许多方面，这些技术都破坏了编程语言中构建的模块化和可重用性的整个设施。

现代JVM，如Java HotSpot VM，能够在没有“final”关键字的情况下内联该类。

(http://java.sun.com/developer/technicalArticles/Networking/HotSpot/inlining.html)

- dfa

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为了提高可读性，有时候我们会将某些计算过程拆分到多个函数中。但同时，为了避免大量函数调用的开销，我们希望这些调用在运行时内联执行。因此，使用一个关键字（向编译器发出建议）来使函数调用成为内联调用更有意义。 - mawia

下面@David Rodriguez的回答很有道理。如果inline关键字仅仅是给编译器一个提示，那么最好让编译器自己决定是否进行内联调用，相信它会在可能的情况下进行内联。 - mawia

Answer 6

阅读本文以了解内联行为。 http://www.javacoffeebreak.com/articles/thinkinginjava/comparingc++andjava.html 它说Final方法可以被内联，但并非总是如此。

- Geek

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该文章暗示解释已成为常态 - "在撰写本文时，出现了即时编译器"，这表明它已经过时。虚拟机已经发展了很长一段时间。 - Jon Skeet

Answer 7

是的，如果JVM决定这样做，它可以进行内联优化。影响方式包括将方法设置为静态或final。

当然，最重要的是该方法的结构需要对内联友好。短小有助于内联优化，但更重要的是它只能使用局部变量和参数，不能使用字段，并且对同一类中的其他方法的调用应尽量减少。

然而，您不应过早地进行此类优化，因为您实际上可能会使情况变得更糟（因为您可能会绕过其他潜在的优化）。JVM有时会意识到无需这些提示就可以内联方法。

- Yishai

Answer 8

当比较普通函数和最终函数（JVM称之为内联函数）时，我发现它们之间没有性能提升。也许函数调用的开销已经非常低了。

注意：我使用盒状模糊算法来评估性能。

- Mustafa Kemal