[Kotlin] 개념 정리 - Inline functions
Kotlin : 코틀린의 기본 지식을 쌓아보자.
고차 함수를 사용하면 함수 객체의 메모리 할당 및 가상 호출로 인해 런타임 오버헤드가 발생할 수 있어 패널티가 부과될 수 있다.
그러나 많은 경우에 이러한 종류의 오버헤드는 람다 표현식을 인라인을 이용하여 제거할 수 있다.
아래에 표시된 함수는 이러한 상황의 좋은 예시이다. lock() 함수는 호출부에서 쉽게 인라인될 수 있다. 다음 경우를 고려해보자.
lock(l) { foo() } // lambda 표현식, 런타임 시 오버헤드 발생
고차 함수(lambda)를 생성하고 호출하는 대신 컴파일러에서 아래와 같은 코드를 직접 생성할 수도 있다.
l.lock()
try {
foo()
} finally {
l.unlock()
}
컴파일러가 이런 코드를 만들 수 있게 하려면 lock() 함수에 inline 수정자를 표시하면 된다.
inline fun <T> lock(lock: Lock, body: () -> T): T { ... }
inline 수정자는 함수 자체와 함수에 전달된 람다식 둘 다 호출부에서 인라인 되도록 영향을 끼친다.
인라인으로 인해 생성된 코드가 커질 수 있으나 큰 함수를 인라인하지 않는 합리적인 방법으로 사용하면 성능이 향상된다.
noinline
인라인 함수에 전달된 람다 중 일부는 인라인되지 않도록 하고 싶다면 대상 매개변수 앞에 noinline 수정자를 표시하면 된다.
inline fun foo(inlined: () -> Unit, noinline notInlined: () -> Unit) { ... }
인라인으로 사용 가능한 람다식은 인라인 함수 내에서 사용되거나 인라인 함수의 인수로 밖에 사용할 수 없는 반면,
noinline 람다의 경우 필드로 저장한다던지 어디로든 전달이 가능하여 원하는 모든 방식으로 사용이 가능하다.
Non-local returns
코틀린에서는 명명된 함수(named function)나 익명의 함수를 종료하기 위해 한정된 반환(qualified return)이 아닌 일반 return만 사용할 수 있다.
근데 반면 람다를 종료하기 위해서는 label을 사용해야만 한다. 그러나 인라인 함수의 인자로 사용된 람다식은 label을 사용하지 않고도 return만을 사용하여 반환하는 것이 허용된다.
// 1. 람다에 return 사용한 경우
fun ordinaryFunction(block: () -> Unit) {
println("hi!")
}
fun foo1() {
ordinaryFunction {
return // ERROR: cannot make `foo1` return here -> 람다식에 return만 사용 불가능.
}
}
// 2. inline 함수 내 람다에 return 사용한 경우
inline fun inlined(block: () -> Unit) {
println("hi!")
}
fun foo2() {
inlined {
return // OK: the lambda is inlined -> inline 된 함수에 람다 식이 사용된 경우. return 사용 가능
}
}
위와 같이 return이 람다에 존재하지만 enclosing function를 종료하는 것을 non-local return이라고 한다.
이러한 종류의 구성은 일반적으로 인라인 함수가 자주 사용되는 반복문(loop)에서 볼 수 있다.
fun hasZeros(ints: List<Int>): Boolean {
ints.forEach { // forEach => inline 함수
if (it == 0) return true // returns from hasZeros
}
return false
}
일부 인라인 함수는 다른 실행 컨텍스트에서 매개변수로 전달된 람다를 호출할 수 있다.
이러한 경우 람다에서 non-local 제어 흐름이 허용 되지 않는다.
이런 경우 인라인 함수의 람다 매개변수가 non-local return을 사용할 수 없음을 나타내기 위해 crossinline 수정자를 표시해주면 해결이 된다.
inline fun View.click(block: (View) -> Unit) {
setOnClickListener { // 다른 실행 컨텍스트
view -> block(view) // 컴파일 error: 매개변수로 전달된 람다(block)를 다른 실행 컨텍스트에서 호출하는 것이 허용되지 않음.
}
}
inline fun View.click(crossinline block: (View) -> Unit) {
setOnClickListener {
view -> block(view) // ok. crossinline 를 통해 허용해줌.
}
}
구체화된 타입 매개변수(Reified type parameters)
reified는 제네릭 타입 T를 runtime 시에 어떤 타입인지, 또는 type casting을 하는 경우 필요하다.
T는 컴파일 타임에는 존재하지만 runtime 시에는 Type erasure 때문에 접근할 수 없어 T가 어떤 타입인지 알 수 없기에 컴파일 오류가 발생한다.
private inline fun <T> whoAreYou(value: T, func: (String) -> Unit) {
// T::class 에서 에러 발생. T의 타입을 알 수 없음
func(when(T::class.java) { // Error: Cannot use 'T' as reified type parameter. Use a class instead
String::class.java -> { "${value}는 글자 입니다." }
Integer::class.java -> { "${value}는 숫자 입니다." }
else -> { "${value}는 모르겠습니다." }
})
}
위 처럼 T::class.java로 T의 타입을 알려고 할 때 에러가 발생한다.
따라서 만약 제네릭 타입에 접근하고 싶다면 명시적으로 타입을 파라미터로 전달해주여야 한다.
그런대 reified와 같이 inline 함수를 만들어 주면 추가적으로 Class<T>를 파라미터로 넘겨줄 필요 없이 런타임에 타입 T에 접근할 수 있게 된다.
reified와 함께 inline 함수가 호출되면 컴파일러는 인자로 사용된 타입을 미리 알고 바이트코드로 직접 클래스에 대응되도록 바꾸어 준다. (myVar is T in compile -> myVar is String in runtime)
그래서 아래와 같이 fun <reified T>으로 선언해 놓으면 value: T의 타입을 확인하여 처리가 가능해진다.
private inline fun <reified T> whoAreYou(value: T, func: (String) -> Unit) {
func(when(T::class.java) {
String::class.java -> { "${value}는 글자 입니다." }
Integer::class.java -> { "${value}는 숫자 입니다." }
else -> { "${value}는 모르겠습니다." }
})
}
주의해야 할 것은 reified는 inline과 반드시 함께 사용되어야 한다.
Inline properties
inline 수정자는 backing 필드가 없는 프로퍼티 접근자에 사용할 수 있고 개별 프로퍼티 접근자에 사용할 수 있다.
val foo: Foo
inline get() = Foo()
var bar: Bar
get() = ...
inline set(v) { ... }
전체 프로퍼티에도 적용할 수 있다.(두 접근자를 모두 inline 적용 됨)
inline var bar: Bar
get() = ...
set(v) { ... }
공개 API 인라인 함수에 대한 제한사항(Restrictions for public API inline functions)
인라인 함수는 public 또는 protected 이지만 private 이나 internal에 소속되어 있지 않을 경우 모듈의 공개 API로 간주된다.
모듈의 공개 API는 다른 모듈에서 호출할 수 있으며 해당 모듈 내에서도 호출된 곳에서 인라인된다.
이는 인라인 함수를 선언한 모듈에서는 변화가 발생 하였지만 이를 호출한 모듈에서는 재컴파일을 하지 않게 되면서 이진 비호환성의 문제를 발생시킬 수 있는 위험성을 갖게 만든다.
(요약: 인라인 함수에 대해 선언부는 변경했지만 사용부에서 재컴파일 하지 않아 발생하는 비호환 문제)
모듈의 비공개 API의 변경으로 인해 발생하는 이러한 비호환성 문제를 제거하기 위해
공개 API 인라인 함수는 private 및 internal 선언과 같은 비공개 API 선언을 그들의 본문에서 사용할 수 없도록 한다.
internal 선언은 @PublishedApi로 주석을 달 수 있으며, 이를 통해 공개 API 인라인 함수에서 사용할 수 있도록 해준다.
internal 인라인 함수가 @PublishedApi로 표시되면 해당 본문도 공개 된다.
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