Swift 内联函数窥探

内联函数（Inline Function）：

如果开启了编译器优化，编译器会自动将某些函数变成内联函数（将函数调用展开成函数体），我们可以看到 Release 模式默认开启优化，并且是按照速度去优化：

比如我们有一个函数，那么一旦调用 test() 这个函数，系统就会为这个函数分配栈空间，并且在栈空间进行分配局部变量的操作，函数执行完之后会对函数栈空间进行回收：

func test() {
    print("test")
}
test()

我们思考一下，test() 这个函数里面的代码非常少，仅仅做一件事情打印，那么我们直接把 test() 函数里这行代码拿出来，这样性能不就更好吗？其实内联做的操作就是这样，将函数调用展开成函数体代码，这样就减少了函数的调用开销，不必再开辟回收函数的栈空间了。展开后代码如下：

print("test")

接下来我们运行看一下汇编代码，首先在第 14 行代码打一个断点，然后打开显示反汇编选项（Debug -> Debug Workflow -> Always show Disassembly）：

1、首先编译器未开启优化的情况：

TestSwift`main:
    0x100003e40 <+0>:  pushq  %rbp
    0x100003e41 <+1>:  movq   %rsp, %rbp
    0x100003e44 <+4>:  subq   $0x10, %rsp
    0x100003e48 <+8>:  movl   %edi, -0x4(%rbp)
    0x100003e4b <+11>: movq   %rsi, -0x10(%rbp)
->  0x100003e4f <+15>: callq  0x100003e60              ; TestSwift.test() -> () at main.swift:10
    0x100003e54 <+20>: xorl   %eax, %eax
    0x100003e56 <+22>: addq   $0x10, %rsp
    0x100003e5a <+26>: popq   %rbp
    0x100003e5b <+27>: retq   

我们发现有一个 callq 0x100003e60 的操作，这句汇编代码的意思就是调用 test() 函数，所以未开启优化的情况下没有进行内联操作。

2、然后我们打开编译器优化选项：

我们在 test() 函数调用的地方设置断点，然后运行，我们发现 test() 函数没有执行，但是 “test” 字符串被打印出来了：

然后我们把断点设置到第 11 行，运行查看汇编代码

TestSwift`main:
    0x100003e00 <+0>:   pushq  %rbp
    0x100003e01 <+1>:   movq   %rsp, %rbp
    0x100003e04 <+4>:   pushq  %rbx
    0x100003e05 <+5>:   pushq  %rax
    0x100003e06 <+6>:   leaq   0x421b(%rip), %rdi        ; demangling cache variable for type metadata for Swift._ContiguousArrayStorage<Any>
    0x100003e0d <+13>:  callq  0x100003f10              ; __swift_instantiateConcreteTypeFromMangledName at <compiler-generated>
    0x100003e12 <+18>:  movl   $0x40, %esi
    0x100003e17 <+23>:  movl   $0x7, %edx
    0x100003e1c <+28>:  movq   %rax, %rdi
    0x100003e1f <+31>:  callq  0x100003f42              ; symbol stub for: swift_allocObject
    0x100003e24 <+36>:  movq   %rax, %rbx
    0x100003e27 <+39>:  movaps 0x162(%rip), %xmm0
    0x100003e2e <+46>:  movups %xmm0, 0x10(%rax)
->  0x100003e32 <+50>:  movq   0x1c7(%rip), %rax         ; (void *)0x00007fff80be2d98: type metadata for Swift.String
    0x100003e39 <+57>:  movq   %rax, 0x38(%rbx)
    0x100003e3d <+61>:  movq   $0x74736574, 0x20(%rbx)   ; imm = 0x74736574
    0x100003e45 <+69>:  movabsq $-0x1c00000000000000, %rax ; imm = 0xE400000000000000
    0x100003e4f <+79>:  movq   %rax, 0x28(%rbx)
    0x100003e53 <+83>:  movabsq $-0x1f00000000000000, %rdx ; imm = 0xE100000000000000
    0x100003e5d <+93>:  movl   $0x20, %esi
    0x100003e62 <+98>:  movl   $0xa, %ecx
    0x100003e67 <+103>: movq   %rbx, %rdi
    0x100003e6a <+106>: movq   %rdx, %r8
    0x100003e6d <+109>: callq  0x100003f3c              ; symbol stub for: Swift.print(_: Any..., separator: Swift.String, terminator: Swift.String) -> ()
    0x100003e72 <+114>: movq   %rbx, %rdi
    0x100003e75 <+117>: callq  0x100003f4e              ; symbol stub for: swift_release
    0x100003e7a <+122>: xorl   %eax, %eax
    0x100003e7c <+124>: addq   $0x8, %rsp
    0x100003e80 <+128>: popq   %rbx
    0x100003e81 <+129>: popq   %rbp
    0x100003e82 <+130>: retq

我们看汇编可以发现，print(“test”)代码被直接放到 main 函数当中，也就是编译器帮我们做了内联操作。

但是有一些函数是不会被内联：

1、函数体比较长的函数不会被内联（如果函数体比较长，函数被调用次数也非常多，进行内联操作生成的汇编代码会非常多，也就是机器码会变多，最终代码体积变大安装包变大）；
2、递归调用不会被内联；
3、包含动态派发（类似Oc动态绑定）的函数不会被内联；