Kotlin | 浅谈 reified 与泛型 那些事

Posted 2022-09-13 嘴巴吃糖了

背景

在业务中，或者要写某个技术组件时，我们无可避免会经常使用到 泛型 ，从而让代码更具复用性与健壮性。 但相应的，由于Java泛型存在 类型擦除 的实现机制，所以某些情况下就会显得力不从心。

而在 Kotlin 中，由于最终也会被编译为 java字节码 ，所以无可避免也存在着上述问题🙂。

什么是类型擦除?

如下例所示:

Class c1=new ArrayList<Integer>().getClass();
Class c2=new ArrayList<String>().getClass();
// 输出为true
System.out.println(c1==c2);

上述输出结果为什么会true呢？

因为泛型从底层上说是一种语法糖，它只存在于 编译期 。在代码运行期间，jvm会将泛型的相关信息擦除，成功编译后的 class文件 不会包含任何泛型信息。所以在运行时，c1与c2存储的类型都为Object,而 Integer 与 String 已经被擦除。

正是由于类型被擦除，所以就导致一些相关问题，比如不安全的类型转换,模版方法的增多等。

reified

为了解决上述类型擦除问题，以及更好的使用体验。Kotlin 中存在名为 reified 的关键字,它可以被作用于函数上, 以此做到类型擦除后的再生，便于开发者优雅的使用泛型以及获取方法的泛型类型。

在 Java 中，如果我们要获取函数的泛型类型，一般会通过给函数中传递类型参数的方式，如下所示：

public <T extends Activity> void startActivity(Context context, Class<T> c) 
     context.startActivity(new Intent(context, c));
 

如果上述代码使用 kotlin 来写呢？如下所示:

inline fun <reified C : Activity> Context.startActivityKtx() 
    startActivity(Intent(this, C::class.java))

我们利用 扩展函数 + reified 关键字的方式，减少了模版代码，增强了使用体验。

从而让本该在编译阶段被擦除的Activity类型，能够在运行时获取到。

但需要注意的是，reified 关键字必须和 inline 关键字一起使用(下面会提到为什么)。

inline 关键字是什么呢？

简单理解为：当一个函数被标记为 inline 时，kotlin编译器 会在所有调用这个函数的位置，将方法函数替换为具体的函数体。

解析

通过查看 kotlin 字节码，我们可以得知 reified 的底层实现。

例如下面示例与其对应的字节码:

inline fun <reified C : Activity> Context.toAct() 
    startActivity(Intent(this, C::class.java))


fun test(context: Context) 
    context.toAct<MainActivity>()

// $FF: synthetic method
public static final void toAct(Context $this$toAct) 
   int $i$f$toAct = 0;
   Intrinsics.checkNotNullParameter($this$toAct, "$this$toAct");
   Intrinsics.reifiedOperationMarker(4, "C");
   $this$toAct.startActivity(new Intent($this$toAct, Activity.class));


public static final void test(@NotNull Context context) 
   Intrinsics.checkNotNullParameter(context, "context");
   int $i$f$toAct = false;
   context.startActivity(new Intent(context, MainActivity.class));

我们在 test() 方法中调用toAct(),不难发现,toAct()的逻辑已经被移动到了 test() 中,而我们的泛型类型也被替换为实际使用的类型，从而我们可以在方法函数中直接获取相应的泛型类型。

这也就是为什么 reified 必须要增加 inline ,因为其必须内联才能知道具体类型，从而将我们的实际泛型类型更新到具体的调用代码中,从而完成泛型类型 再生 。

小提示

Java中无法调用

需要注意的是,reified 无法在java中进行调用，为什么呢？

因为 Java 并没有内联的特性，我们使用的 inline 方法在 Java 中会被当做普通方法，而 reified 正是需要内联才可以保证泛型再生，所以自然无法调用。

从源码上来说，对于reified 关键字的方法,相应的字节码生成时会增加 // $FF: synthetic method 的标记。

如下示例所示：

inline fun <reified C : Activity> Context.toAct() 
   ...

// $FF: synthetic method
public static final void toAct(Context $this$toAct) 
   ...

// $FF: synthetic method

如果你经常写组件，肯定见过这段注释。你可以理解这只是一个标记，其作用为告诉编译器 禁止java代码在编译期访问该方法 。

比如我们在写 kotlin 组件，而且要同时满足 java 调用时,经常会免不了使用 internal ,即 模块可见 。但相应的，该关键字修饰的方法或者字段在Java中却依然可以被调用，甚是让java调用者费解与不优雅。所以相应的，对于方法，我们可以增加 @JvmSynthetic ,从而避免java代码编译期调用。而 reified 也是正是采用了该思路。

当然也可以采用 @JvmName(name=" xxx") 等方式避免java调用,但其并不是很优雅。

性能方面

使用 reified 不会带来任何性能损失，相反还会增强性能(源于inline)。

之所以这里还要提到，主要是因为如果 内联函数过于复杂，则可能会导致性能问题。所以 reified 的使用其实也需要遵循内联函数的最佳实践。

如果查看Kotlin的标准内联函数,你会发现，代码行数大部分只有1-3行，因为inline会增加代码量的生成，内联函数越复杂，相应的代码量也越高,具体的使用方面，可以参见这篇 Kotlin Vocabulary | 内联函数的原理与应用。

参考

Kotlin Vocabulary | Reified: 类型擦除后再生计划

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作者：Petterp
链接：https://juejin.cn/post/7141254785214185503
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