Kotlin开发中的一些Tips

Posted 2021-12-15 冬天的毛毛雨

如果你开始使用Kotlin，我个人的建议是多关注编译后字节码或是反编译后的java代码，这样你会发现更多的细节。单纯只学习语法会让你忽略一些细节，而这可能会是性能问题或bug的来源。

下面我举一些我在使用中碰到的问题，看能否给你启发，想到哪就写到哪了。本篇内容基于Java 8 + Kotlin 1.5.21

1.字符串拼接

java 中我们通常使用StringBuilder、concat或者+等方式来拼接字符串。Kotlin中还可以使用字符串模板和plus

一个简单的例子：

val a = "Hello"
val b = "World"

val c = "$a $b"
val d = "$a $b！"
val e = a.plus(" ").plus(b)
val f = a.plus(" ").plus(b).plus("！")

然后点击Tools - > Kotlin - > Show Kotlin Bytecode -> Decompile就可以对kotlin编译后的字节码进行反编译，从而看到java版本的代码。

示例代码区别只是末尾多拼接了一个!，结果转换代码略有不同，但+号拼接方式在java中最终也是用 StringBuilder 来进行字符串拼接，所以其实是等价的。这里只是展示不同。

但问题是使用plus的代码，可以看到图中倒数第二行，append中直接是a + " "。感觉有点不对劲，那我们直接看一下字节码：

可以看到创建了两个StringBuilder，也就是说每plus一次，创建一个。也就是说plus内部实现是将左右两个参数传入方法中，然后用StringBuilder拼接。等价关系为：plus(plus(a, " "), b)。所以反编译为什么会那样展示，貌似也能说的通了。

"$a $b"方式字节码如下图：

所以在kotlin中怎么拼接字符，不用我再多说了吧。和java一样，循环中拼接字符，还是推荐用StringBuilder，如果使用字符串模板不也是每次循环时创建一个StringBuilder吗？

2.lazy

lazy 作用是属性被第一次使用的时候再进行初始化，达到懒加载的目的。

private val name: String by lazy  "weilu" 

lazy有三种初始化模式：

而默认的模式是 LazyThreadSafetyMode.SYNCHRONIZED ，它确保只有一个线程可以初始化实例。我们看一下具体实现代码：

源码中使用了@Volatile、synchronized实现了双重检查锁，这样保证了线程安全。但是这也是不小的性能开销。如果我们只是单线程中使用lazy，可以指定LazyThreadSafetyMode.NONE来避免此类问题。

优化后使用方法：

private val name: String by lazy(LazyThreadSafetyMode.NONE)  "weilu" 

3.companion object

Kotlin类中如果需要写静态属性或方法，需要使用伴生对象（ companion object ）来创建。下面我列出了几种写法：

class CompanionTest 

    companion object 
        val TEST_1 = "TEST_1"
        const val TEST_2 = "TEST_2"

        private val TEST_3 = "TEST_3"
        private const val TEST_4 = "TEST_4"

        fun test() 
            println(TEST_1)
            println(TEST_2)
            println(TEST_3)
            println(TEST_4)
        
    
    val test5 = "TEST_5"
    private val test6 = "TEST_6"

我们看一下生成的代码：

可以看到，在不加const修饰的情况下，生成了getTEST_1方法。那么调用TEST_1时，其实是调用CompanionTest.Companion.getTEST_1()，这样的代码说实话有点繁琐。

如何可以像Java那样直接读取静态属性，那就像TEST_2一样，加const修饰，这样这个变量就可以内联式的编译，也就不会生成多余的方法。

同时也需要注意一个test5、test6这两个写法的区别。

4.inline

inline 是方法的一个修饰符，用来让方法以内联的方式进行编译。什么是内联，简单说就像是复制了一份方法实现代码进来。

比如我们有一个计算方法add：

fun add(a: Int, b: Int): Int 
    return a + b;

如果直接使用，反编译后代码如下：

UtilsKt.add(1, 4);

如果添加一个inline 修饰符，反编译后代码如下：

byte a$iv = 1;
int b$iv = 4;
int var10000 = a$iv + b$iv;

其实一般的方法我们不需要添加inline ，否则一调用方法就“复制”一遍，这生成的代码就太多了，体积也会不断变大。所以AS也会给我们警告：

Expected performance impact from inlining is insignificant. Inlining works best for functions with parameters of functional types

翻译过来就是：内联对性能的影响是很小的，内联最适合带有函数类型参数的函数。

这里说的很明白，内联适合将函数作为参数传递的方法。如果你看过一些kotlin源码，会发现一些高阶函数​let、map、run都是如此。

具体是为什么，我们可以看一个例子：

	private fun testFunction(i: Int, call: (Int) -> String) 
        call.invoke(i)
    

    fun test() 
        testFunction(9) 
            it.toString()
        
    

反编译：

Function1是Kotlin 提供的泛型接口，1 就是说明有一个参数。所以使用lambda表达式实际上每次都是在创建一个FunctionX对象。

然后看一下字节码：

INVOKESTATIC java/lang/Integer.valueOf (I)Ljava/lang/Integer;
INVOKEINTERFACE kotlin/jvm/functions/Function1.invoke (Ljava/lang/Object;)Ljava/lang/Object; (itf)

里面有使用Integer.valueOf进行自动装箱。然后对于Function1.invoke(Object) : Object，入参会装箱。如果有返回值又会拆箱。

以上两点都是直接使用lambda表达式所带来的性能损耗。避免这种情况有两个方法：

1.可以将lambda表达式赋值给一个变量，然后每次引用该变量，这样既可以避免重复创建函数对象，也可以避免重复装箱拆箱开销。

2.inline内联函数可以避免高阶函数创建函数对象及装箱拆箱开销，但是要注意inline函数体不宜过大。

下图是给testFunction方法加inline后的反编译代码：

5. Gson解析

主要问题是gson与data class使用时产生的问题。简单说就是即使你的变量声明为不可空（不包含基础类型），且有默认值，如果json中的这个字段是null，那么解析后这个不可空变量也会被赋值为null。这时你在使用这个字段时程序自然会崩溃。

具体的问题原因以及解决方法可以看下面的几篇博客，写的都很清晰详细，这里就不多说了。

• Android避坑指南，Gson与Kotlin碰撞出一个不安全的操作
• 使用Gson解析data class引发的一点思考
• Kotlin Json库问题总结（Gson以及Moshi的坑）

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这些内容也是我在使用kotlin开发过程中学到和遇到过的，也因此返工了不少之前的代码。。。分享出来也是希望帮你少踩一些坑。

其实还有许多类似文中提到的性能开销，我这里也没法一一列举出来。所以就需要我们在学习和使用中多关注编译后的代码。

记得很早看过一部动漫叫《钢之炼金术师》，里面的核心就是说：获得某种东西，需要以同等的代价来交换。比如我们使用的许多开源框架都非常简单灵活，但是代价就是作者的封装优化。Kotlin的简洁不是没有代价的，里面包含了许多默认的行为，而代价就是一定的性能损耗。如果我们掌握这些细节，扬长避短，或许可以实现“双赢”。