具有绝对返回路径的方法是如何内联的

本文关键字：方法 何内联 返回路径 | 更新日期: 2023-09-27 18:29:35

我主要使用C#进行开发，但我认为这个问题可能也适用于其他语言
此外，这里似乎有很多代码，但问题很简单

据我所知，内联是编译器（在C#虚拟机的情况下）通过在调用方法的每个地方插入方法体来替换方法调用。

假设我有以下程序：

static Main()
{        
    int number = 7;
    bool a;
    a = IsEven(number);
    Console.WriteLine(a);
}

方法主体IsEven:

bool IsEven(int n) 
{
    if (n % 2 == 0) // Two conditional return paths
        return true;
    else
        return false;
}

我可以理解内联方法后代码的样子：

static Main()
{
    int number = 7;
    bool a;
    if (number % 2 == 0)
        a = true;
    else
        a = false;
    Console.WriteLine(a); // Will print true if 'number' is even, otherwise false
}

一个明显简单而正确的程序。

但是，如果我稍微调整一下IsEven的主体，使其包含一个绝对返回路径。。。

bool IsEven(int n)
{
    if (n % 2 == 0)
        return true;
    return false; // <- Absolute return path!
}

在某些情况下，我个人更喜欢这种风格。一些折射工具甚至可能建议我把第一个版本改成这样——但当我试图想象这个方法内联时会是什么样子时，我被难住了
如果我们内联方法的第二个版本：

static Main()
{
    int number = 7;
    bool a;
    if (number % 2 == 0)
        a = true;
    a = false;
    Console.WriteLine(a); // Will always print false!
}

要问的问题：
编译器/虚拟机如何处理具有绝对返回路径的方法的内联
像这样的事情似乎不太可能真正阻止方法内联，所以我想知道如何处理这些事情。也许内联的过程并没有这么简单？也许某个版本更有可能被VM内联？

编辑：分析这两个方法（以及第一个方法的手动内联）没有显示出性能上的差异，所以我只能假设两个方法都是内联的，并且以相同或相似的方式工作（至少在我的VM上）
此外，这些方法非常简单，似乎几乎可以互换，但具有绝对返回路径的复杂方法可能更难更改为没有绝对返回路径。

具有绝对返回路径的方法是如何内联的

很难解释JITter在内联时会做什么-它不会改变C#代码来进行内联-它将（总是？）处理生成的字节（编译版本）-并且在生成汇编代码（实际的机器代码字节）时使用的"工具"比C#（或IL）中使用的"更细粒度"。

也就是说，您可以通过考虑break关键字来了解它是如何工作的，用C#术语来说。。

考虑这样一种可能性，即每个不平凡的内联函数都包含在while (true)循环（或do while(false)循环）中，并且每个源返回都被转换为localVar = result; break;语句集。然后你会得到这样的东西：

static Main() 
{ 
    int number = 7; 
    bool a; 
    while (true)
    {
       if (number % 2 == 0) 
       {
          a = true; 
          break;
        }
        a = false; 
        break;
    }
    Console.WriteLine(a); // Will always print the right thing! Yey!
}

类似地，在生成汇编时，你会看到生成了很多jmp——这些在道德上相当于break语句，但它们更灵活（可以把它们想象成匿名goto之类的）。

所以你可以看到，抖动（以及任何编译为本机的编译器）手头有很多工具可以用来做"正确的事情"。

return语句指示：

  • 结果值
  • 局部变量的销毁（这适用于C++，而不是C#）在C#中，finally块和using块中的Dispose调用将运行
  • 跳出函数

所有这些事情在内联之后仍然会发生。内联后，跳转将是本地的，而不是跨函数的，但它仍然存在。

内嵌不是像C/C++宏那样的文本替换。

内联和文本替换之间的其他不同之处在于对同名变量的处理。

cpu执行的机器代码是一种非常简单的语言。它没有return语句的概念，子程序有一个入口点和一个出口点。所以你的IsEven（）方法是这样的：

bool IsEven(int n)
{
    if (n % 2 == 0)
        return true;
    return false;
}

需要通过抖动重写为类似的东西（无效C#）：

void IsEvent(int n) 
{
    if (n % 2 == 0) {
       $retval = true;
       goto exit;
    }
    $retval = false;
exit:
}  // $retval becomes the function return value

$retval变量在这里看起来可能是假的。它不是，它是x86内核上的EAX寄存器。您现在将看到，此代码易于内联，可以直接移植到Main（）的主体中。$retval变量可以通过简单的逻辑替换等同于a变量。

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