Java 方法内联

什么是Java 方法内联？

我们先来看看普遍的内联函数含义。在维基百科中解释为：

内联函数：在计算机科学中，内联函数（有时称作在线函数或编译时期展开函数）是一种编程语言结构，用来建议编译器对一些特殊函数进行内联扩展（有时称作在线扩展）；也就是说建议编译器将指定的函数体插入并取代每一处调用该函数的地方（上下文），从而节省了每次调用函数带来的额外时间开支。

为什么要设计内联函数？

其实也就两个字：性能。借用维基百科的解释：

内联扩展是一种特别的用于消除调用函数时所造成的固有时间消耗方法。一般用于能够快速执行的函数，因为在这种情况下函数调用的时间消耗显得更为突出。

方法调用开销？

Java中一个方法中调用不仅有执行方法逻辑的开销，还有一部分底层的开销，比如：方法栈帧的生成、局部变量的进栈与出栈、指令执行地址的跳转，所以需要在一些特定时候引入内联机制，减少底层的开销，从而提高运行性能。

我们举个

内联之前可能的样子：

public int  fun1(int a, int b){
       return fun2(a, b);
}
public int fun2(int a, int b){
        return a + b;
}

内联之后：

public int fun1(int a, int b){
      return a + b;
}

这样内联之后减少了fun2栈帧的生成、fun2 局部变量进栈出栈操作，以及从fun1 到 fun2 指令执行的切换开销，可以给我们带来一定的性能开销，但是是不是这样就代表，我们所有的方法调用都可以使用方法内联来进行优化呢，很明显不可能，那么我们什么时候可以用方法内联来优化代码呢？我们接着看看

方法内联的时机

首先说下为什么不能时时都采用方法内联进行性能优化呢，主要原因为几点：

1. 热点代码：即一个代码如果常常被我们调用到，那么才有必要进行内联优化，如果一个方法就调用一次，那么很明显没有必要进行优化
1. 方法体大小：JVM 中被内联的方法会被编译到机器码放在code cache 中。如果方法体大，会影响缓存热点方法的个数，反而会影响性能。

从上面我们可知，影响方法内联的因素就是方法调用频率，以及方法大小。当然我们也可以进行JVM配置，强制指定哪些方法可以被内联。下面列举部分内敛规则：

部分内联规则：

由 -XX:CompileCommand 中的 inline 指令指定的方法，以及由 @ForceInline 注解的方法（仅限于 JDK 内部方法），会被强制内联。而由 -XX:CompileCommand 中的 dontinline 指令或 exclude 指令（表示不编译）指定的方法，以及由 @DontInline 注解的方法（仅限于 JDK 内部方法），则始终不会被内联。
如果调用字节码对应的符号引用未被解析、目标方法所在的类未被初始化，或者目标方法是 native 方法，都将导致方法调用无法内联。
JVM决定一个方法是否是热的(例如。(频繁调用)基于内部计算;它不直接受任何可调参数的影响。如果一个方法由于频繁调用而符合内联条件，那么只有当它的字节码大小小于325字节(或者指定为-XX:MaxFreqInlineSize=N标志)时，它才会内联。否则，只有当它很小:小于35字节(或者指定为-XX:MaxInlineSize=N标志的值)时，它才有资格进行内联

...

当然方法内联还有很多限制，如下图：

Tips：java -XX:+PrintFlagsFinal 可通过这个命令查看JVM默认参数

Java 方法内联和 C++ 函数内联区别

C++ 函数内联可通过inline进行声明，而Java 方法内联则由JVM控制，开发者无法控制
C++ 函数内联为编译时进行，而Java 方法内联则是由JIT在运行期进行

文章参考博客：