影响性能的 Kotlin 代码（一）

Kotlin 高级函数的特性不仅让代码可读性更强，更加简洁，而且还提高了生产效率，但是简洁的背后是有代价的，隐藏着不能被忽视的成本，特别是在低端机上，这种成本会被放大，因此我们需要去研究 kotlin 语法糖背后的魔法，选择合适的语法糖，尽量避免这些坑。

Lambda 表达式

Lambda 表达式语法简洁，避免了冗长的函数声明，代码如下。

fun requestData(type: Int, call: (code: Int, type: Int) -> Unit) {

    call(200, type)

}

Lambda 表达式语法虽然简洁，但是隐藏着两个性能问题。

• 
  
• 每次调用 Lambda 表达式，都会创建一个对象
  

图中标记 1 所示的地方，涉及一个字节码类型的知识点。

Lambda 表达式 call: (code: Int, type: Int) -> Unit 作为函数参数，传递到函数中，Lambda 表达式会继承 kotlin/jvm/functions/Function2 , 每次调用都会创建一个 Function2 对象，如图中标记 2 所示的地方。

• 
  
• Lambda 表达式隐含自动装箱和拆箱过程
  

正如你所见 lambda 表达式存在装箱和拆箱的开销，会将 int 转成 Integer，之后进行一系列操作，最后会将 Integer 转成 int。

如果想要避免 Lambda 表达式函数对象的创建及装箱拆箱开销，可以使用 inline 内联函数，直接执行 lambda 表达式函数体。

Inline 修饰符

Inline 内联函数的作用：提升运行效率，调用被 inline 修饰符标记的函数，会把函数内的代码放到调用的地方。

如果阅读过 Koin 源码的朋友，应该会发现 inline 都是和 lambda 表达式和 reified 修饰符配套在一起使用的，如果只使用 inline 修饰符标记普通函数，Android Studio 也会给一个大大大的警告。

编译器建议我们在含有 lambda 表达式作为形参的函数中使用内联，既然 Inline 修饰符可以提升运行效率，为什么编译器会给我们一个警告？ 这是为了防止 inline 操作符滥用而带来的性能损失。

inline 修饰符适用于以下情况

• 
  
• inline 修饰符适用于把函数作为另一个函数的参数，例如高阶函数? filter、map、joinToString 或者一些独立的函数 repeat
  
• inline 操作符适合和 reified 操作符结合在一起使用
  
• 如果函数体很短，使用 inline 操作符可以提高效率
  

Kotlin 遍历数组

这一小节主要介绍 Kotlin 数组，一起来看一下遍历数组都有几种方式。

• 
  
• 通过 forEach 遍历数组
  
• 通过区间表达式遍历数组(.. 、 downTo 、 until)
  
• 通过 indices 遍历数组
  
• 通过 withIndex 遍历数组
  

通过 forEach 遍历数组

先来看看通过 forEach 遍历数组，和其他的遍历数组的方式，有什么不同。

array.forEach { value ->


}


反编译后：


Integer[] var5 = array;

int var6 = array.length;

for(int var7 = 0; var7 < var6; ++var7) {

 Object element$iv = var5[var7];

 int value = ((Number)element$iv).intValue();

 boolean var10 = false;

}

正如你所见通过 forEach 遍历数组的方式，会创建额外的对象，并且存在装箱/拆箱开销，会占用更多的内存。

通过区间表达式遍历数组

在 Kotlin 中区间表达式有三种 .. 、 downTo 、 until

• 
  
• 用 .. 关键字，表示左闭右闭区间
  
• 用 downTo 关键字，实现降序循环
  
• 用 until 关键字，表示左闭右开区间
  

.. 、downTo 、until

for (value in 0..size - 1) {

    // case 1

}


for (value in size downTo 0) {

    // case 2

}


for (value in 0 until  size) {

    // case 3

}


反编译后


// case 1 

if (value <= var4) {

 while(value != var4) {

    ++value;

 }

}


// case 2

for(boolean var5 = false; value >= 0; --value) {

}


// case 3

for(var4 = size; value < var4; ++value) {

}

如上所示 区间表达式 ( .. 、 downTo 、 until) 除了创建一些临时变量之外，不会创建额外的对象，但是区间表达式 和 step 关键字结合起来一起使用，就会存在内存问题。

区间表达式 和 step 关键字

带 step 操作的 .. 、 downTo 、 until， 编译之后如下所示。

for (value in 0..size - 1 step 2) {

    // case 1

}


for (value in 0 downTo size step 2) {

    // case 2

}


反编译后：


// case 1

var10000 = RangesKt.step((IntProgression)(new IntRange(var6, size - 1)), 2);

while(value != var4) {

    value += var5;

}


// case 2

 var10000 = RangesKt.step(RangesKt.downTo(0, size), 2);

 while(value != var4) {

    value += var5;

 }

带 step 操作的 .. 、 downTo 、 until 除了创建一些临时变量之外，还会创建 IntRange 、 IntProgression 对象，会占用更多的内存。

通过 indices 遍历数组

indices 通过索引的方式遍历数组，每次遍历的时候通过索引获取数组里面的元素，如下所示。

for (index in array.indices) {

}


反编译后：


for(int var4 = array.length; var3 < var4; ++var3) {

}

通过 indices 遍历数组， 编译之后的代码 ，除了创建了一些临时变量，并没有创建额外的对象。

通过 withIndex 遍历数组

withIndex 和 indices 遍历数组的方式相似，通过 withIndex 遍历数组，不仅可以获取的数组索引，同时还可以获取到每一个元素。

for ((index, value) in array.withIndex()) {


}


反编译后：


Integer[] var5 = array;

int var6 = array.length;

for(int var3 = 0; var3 < var6; ++var3) {

 int value = var5[var3];

}

正如你所看到的，通过 withIndex 方式遍历数组，虽然不会创建额外的对象，但是存在装箱/拆箱的开销

总结：

• 
  
• 通过 forEach 遍历数组的方式，会创建额外的对象，占用内存，并且存在装箱 / 拆箱开销
  
• 通过 indices 和区间表达式 ( .. 、 downTo 、 until) 都不会创建额外的对象
  
• 区间表达式 和 step 关键字结合一起使用， 会有创建额外的对象的开销，占用更多的内存
  
• 通过 withIndex 方式遍历数组，不会创建额外的对象，但是存在装箱/拆箱的开销
  

尽量少使用 toLowerCase 和 toUpperCase 方法

这一小节内容，在我之前的文章中分享过，但是这也是很多小伙伴，遇到最多的问题，所以单独拿出来在分析一次

当我们比较两个字符串，需要忽略大小写的时候，通常的写法是调用 toLowerCase() 方法或者 toUpperCase() 方法转换成大写或者小写，然后在进行比较，但是这样的话有一个不好的地方，每次调用 toLowerCase() 方法或者 toUpperCase() 方法会创建一个新的字符串，然后在进行比较。

调用 toLowerCase() 方法

fun main(args: Array<String>) {

//    use toLowerCase()

    val oldName = "Hi dHL"

    val newName = "hi Dhl"

    val result = oldName.toLowerCase() == newName.toLowerCase()


//    or use toUpperCase()

//    val result = oldName.toUpperCase() == newName.toUpperCase()

}

toLowerCase() 编译之后的 Java 代码

如上图所示首先会生成一个新的字符串，然后在进行字符串比较，那么 toUpperCase() 方法也是一样的如下图所示。

toUpperCase() 编译之后的 Java 代码

这里有一个更好的解决方案，使用 equals 方法来比较两个字符串，添加可选参数 ignoreCase 来忽略大小写，这样就不需要分配任何新的字符串来进行比较了。

fun main(args: Array<String>) {

    val oldName = "hi DHL"

    val newName = "hi dhl"

    val result = oldName.equals(newName, ignoreCase = true)

}

equals 编译之后的 Java 代码

使用 equals 方法并没有创建额外的对象，如果遇到需要比较字符串的时候，可以使用这种方法，减少额外的对象创建。

by lazy

by lazy 作用是懒加载，保证首次访问的时候才初始化 lambda 表达式中的代码， by lazy 有三种模式。

• 
  
• LazyThreadSafetyMode.NONE 仅仅在单线程
  
• LazyThreadSafetyMode.SYNCHRONIZED 在多线程中使用
  
• LazyThreadSafetyMode.PUBLICATION 不常用
  

LazyThreadSafetyMode.SYNCHRONIZED 是默认的模式，多线程中使用，可以保证线程安全，但是会有 double check + lock 性能开销，代码如下图所示。

如果是在主线程中使用，和初始化相关的逻辑，建议使用 LazyThreadSafetyMode.NONE 模式，减少不必要的开销。

仓库 KtKit 是用 Kotlin 语言编写的小巧而实用的工具库，包含了项目中常用的一系列工具, 正在逐渐完善中，如果你有兴趣，想邀请你和我一起来完善这个库。

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• KtKit 仓库地址：https://github.com/hi-dhl/KtKit
  
• KtKit 在线阅读：https://ktkit.hi-dhl.com
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