|
======================================================
大家请把我的文章当参考，详细内容 还请参照 权威书
籍如果文中有错误和遗漏， 请指出，Aear会尽力更正,
谢谢！
Aear Blog: http://blog.sina.com.cn/u/1261532101
======================================================
今天讲的是inline. 其实大家都知道，inline并不是c++独有的特性。其实Aear的个人观点，inline根本就不应该是语言标准的一部分。因为inline的具体实现，跟compiler有很大的关系，把inline说成compiler的一个开关更合适一些。今天我们就说下在什么情况下可以使用inline, 使用inline的好处和坏处。
================= Inline能做什么 =================
关于inline能做什么，什么原理，相信很多人都知道。Aear再在这里重复一下：
1. inline能够去掉function call的overhead
2. inline能够帮助函数调用时候常量参数进行优化
举个例子来说明一：
void function(void)
{
}
function();
在调用function()前，一般会进行下面的操作（根据操作系统和compiler来决定，并不一定按照这个顺序）：
保存IP FP SP等寄存器的值(压栈)
把参数压栈
建立新的 IP FP SP等以便进行函数调用
函数有可能还需要保存一些寄存器数据到内存。
在完成function()调用后，也会进行一系列的操作：
如果有返回值，一般在一个寄存器中，需要进行一系列的处理工作
恢复IP FP SP等保存的寄存器值。
整个过程大约需要花费20-150个CPU clock cycle.具体要根据参数的多少，还有函数的具体实现来决定。使用inline function,可以去掉这些函数调用前和调用后的工作，从而节省CPU clock cycle,提高程序的运行效率。
关于2的情况，例子如下：
float test = cos(0);
如果cos不是inline,compiler有可能会生成cos()的调用代码，计算cos(0)，然后返回给test.如果cos被inline了，由于cos(0) == 1，所以经过优化的代码可是直接生成test = 1.
================= Inline 坏处 =================
Aear个人认为，inline只在特定的情况下起到正面的作用，在大部分情况下，起到负面的作用，也就是说，坏处多过好处。使用inline的缺点包括：
1. 不容易debug，并不是所有的debugger都支持在inline function中设置断点，不过幸运的是，VS .net支持。
2. 很容易增加代码的长度，在很多情况下，代码长度的增加直接导致了代码执行速度的减慢，特别是在循环中，因为整个循环的长度超过了cache的容量，从而使得cache miss的几率增大
3. 使得编译的时间过长。如果一个inline function被更改，所有调用这个程序的代码都要重新编译。对于一般的游戏代码,整个编译时间可能会有1，2个小时。
4. 暴露了代码实现细节。由于inline function必须在header file中定义，所以导致使用者能够看到你的代码实现细节。
Inline并不是一个好东西，也不是一个万能药，在很多时候，它会给你带来无穷无尽的麻烦。所以在inline的时候，最好慎重慎重。
================= 如何使用 Inline =================
下面给出几种inline的用法。由于个人的代码结构，平台，实现细节的不同，请参考相关资料自行决定.
========= Platform Inline =========
首先要指出的是，inline并不是一条命令，而是对compiler的建议。compiler会具体分析你的代码，如果合适inline,才会进行inline的工作。在VS .net下，一共有3个关于inline的定义：
inline
__inline (__inline__ for GCC)
__forceinline
inline和__inline相同，只有compiler认为inline合适，才会进行。__forceinline是强制compiler进行inline. 比如：
__forceinline void f(void);
如果你使用了inline或者__inline, 并且打开了编译器的 /Ob开关，那么compiler就会告诉你一个function是不是被真正的inline了。
========= Macro Inline =========
使用一个macro来控制inline，我们可以做如下定义：
#ifdef _DEBUG
#define COND_INLINE
#else
#define COND_INLINE inline
#endif
// inline function declaration
COND_INLINE function();
这样我们在debug模式下，就不会有inline带来的烦恼了。只有在release version，编译器才会进行真正的inline.
========= Inline Condition =========
一般来讲，根据程序员主观感觉inline得到的很有可能就是负面的效果。下面的一些情况，能够帮大家决定是否inline一个函数：
1. 使用profiler分析的结果告诉你需要inline一个function。这个是最有把握的。windows下比较流行的profiler是vTune
2. class的属性访问函数（Accessor Methods）。一般来讲，这些是可以inline的，而且很多compiler都会帮你自动inline这些函数。
3. 小函数。这个需要举个例子说明，代码如下：
int Cal(int x, int y, int z)
{
return x+y-z;
}
我们可以看到 Cal的代码很少，就是计算 x+y-Z，最多也就3，4条汇编代码。但是如果不inline, Cal函数的调用和返回过程所产生的代码，都比cal实际运行的代码多。因此Cal最好inline,通过消除Cal的调用和返回的代码，可以减少可执行程序的大小，同时加快运行的速度。
因此，一般来讲，5行内逻辑结构简单的代码，可以比较放心的inline,大过5行的代码，就需要仔细的斟酌了。
================= 不能Inline的情况 =================
1. 包含Static Member的function. 很多compiler不能inline有static member的function.或者即使inline了，也会生成错误的代码（把static当成local处理）。所以最好先测试下compiler支持不支持static inline.测试代码可以这么写：
inline void f(void)
{
static int k = 1;
k++;
std::cout<<k<<endl;
}
f();
f();
2. virtual member function. Virtual Member Function在很多情况下是不能被inline的（根据compiler而定），因为具体virtual的哪个版本被调用，要在运行时候才能决定。不过我们可以通过创建一个新的可以inline的non-virtual member function，来提高运行速度。
================= 结论 =================
总的来说，inline的坏处多过好处，请大家inline的时候，慎重慎重再慎重，并不是所有的函数都适合inline的。
| 