java - 为什么 Kotlin 进行空检查，当反编译为 Java 时会声明一些未使用的变量？

Question

我在 JVM 11 上使用 Kotlin 1.5.20 做了以下操作(AdoptOpenJDK build 11.0.4+11)

通常在 Kotlin 中，我执行有利于 x?.let {} 的空检查或 x?.run {}超过 if(x != null) {} .我将这三种方法反编译为 Java，以了解我最喜欢的方法是否会引入任何类型的低效率。反编译这段 Kotlin 代码

class Main {
    fun main1(x: String?){
        x?.run { println(this) }
    }

    fun main2(x: String?){
        x?.let { x1 -> println(x1) }
    }

    fun main3(x: String?){
        if (x != null){
            println(x)
        }
    }

}

我得到了这个 Java 代码

@Metadata(
   mv = {1, 5, 1},
   k = 1,
   d1 = {"\u0000\u001a\n\u0002\u0018\u0002\n\u0002\u0010\u0000\n\u0002\b\u0002\n\u0002\u0010\u0002\n\u0000\n\u0002\u0010\u000e\n\u0002\b\u0003\u0018\u00002\u00020\u0001B\u0005¢\u0006\u0002\u0010\u0002J\u0010\u0010\u0003\u001a\u00020\u00042\b\u0010\u0005\u001a\u0004\u0018\u00010\u0006J\u0010\u0010\u0007\u001a\u00020\u00042\b\u0010\u0005\u001a\u0004\u0018\u00010\u0006J\u0010\u0010\b\u001a\u00020\u00042\b\u0010\u0005\u001a\u0004\u0018\u00010\u0006¨\u0006\t"},
   d2 = {"Lcom/cgm/experiments/Main;", "", "()V", "main1", "", "x", "", "main2", "main3", "decompile"}
)
public final class Main {
   public final void main1(@Nullable String x) {
      if (x != null) {
         boolean var3 = false;
         boolean var4 = false;
         int var6 = false;
         boolean var7 = false;
         System.out.println(x);
      }

   }

   public final void main2(@Nullable String x) {
      if (x != null) {
         boolean var3 = false;
         boolean var4 = false;
         int var6 = false;
         boolean var7 = false;
         System.out.println(x);
      }

   }

   public final void main3(@Nullable String x) {
      if (x != null) {
         boolean var2 = false;
         System.out.println(x);
      }

   }
}

如您所见，分配了几个未使用的变量(var3, var4, var6, var7 用于 fun main1 和 fun main2 和 var2 用于 fun main3)。这是反编译的代码，因此字节码实际上分配并初始化了这些代码。 int var6 = false;甚至没有编译。

还有传统的 if(x != null) {println(x)}未使用的var2被介绍了。

我想了解这些变量的目的是什么以及为什么会发生这种情况。

编辑:

这里遵循 Kotlin 字节码(来自 IntelliJ --> 工具 --> Kotlin --> 显示 Kotlin 字节码)

// ================com/cgm/experiments/Main.class =================
// class version 52.0 (52)
// access flags 0x31
public final class com/cgm/experiments/Main {


  // access flags 0x11
  public final main1(Ljava/lang/String;)V
    // annotable parameter count: 1 (visible)
    // annotable parameter count: 1 (invisible)
    @Lorg/jetbrains/annotations/Nullable;() // invisible, parameter 0
   L0
    LINENUMBER 5 L0
    ALOAD 1
    DUP
    IFNULL L1
    ASTORE 2
   L2
    ICONST_0
    ISTORE 3
   L3
    ICONST_0
    ISTORE 4
   L4
    ALOAD 2
    ASTORE 5
   L5
    LINENUMBER 21 L5
   L6
    ICONST_0
    ISTORE 6
   L7
    LINENUMBER 5 L7
   L8
    ICONST_0
    ISTORE 7
   L9
    GETSTATIC java/lang/System.out : Ljava/io/PrintStream;
    ALOAD 5
    INVOKEVIRTUAL java/io/PrintStream.println (Ljava/lang/Object;)V
   L10
   L11
    LINENUMBER 5 L11
    NOP
   L12
   L13
    LINENUMBER 5 L13
   L14
    GOTO L15
   L1
    POP
   L15
   L16
    LINENUMBER 6 L16
    RETURN
   L17
    LOCALVARIABLE $this$run Ljava/lang/String; L6 L12 5
    LOCALVARIABLE $i$a$-run-Main$main1$1 I L7 L12 6
    LOCALVARIABLE this Lcom/cgm/experiments/Main; L0 L17 0
    LOCALVARIABLE x Ljava/lang/String; L0 L17 1
    MAXSTACK = 2
    MAXLOCALS = 8

  // access flags 0x11
  public final main2(Ljava/lang/String;)V
    // annotable parameter count: 1 (visible)
    // annotable parameter count: 1 (invisible)
    @Lorg/jetbrains/annotations/Nullable;() // invisible, parameter 0
   L0
    LINENUMBER 9 L0
    ALOAD 1
    DUP
    IFNULL L1
    ASTORE 2
   L2
    ICONST_0
    ISTORE 3
   L3
    ICONST_0
    ISTORE 4
   L4
    ALOAD 2
    ASTORE 5
   L5
    LINENUMBER 21 L5
   L6
    ICONST_0
    ISTORE 6
   L7
    LINENUMBER 9 L7
   L8
    ICONST_0
    ISTORE 7
   L9
    GETSTATIC java/lang/System.out : Ljava/io/PrintStream;
    ALOAD 5
    INVOKEVIRTUAL java/io/PrintStream.println (Ljava/lang/Object;)V
   L10
   L11
    LINENUMBER 9 L11
    NOP
   L12
   L13
    LINENUMBER 9 L13
   L14
    GOTO L15
   L1
    POP
   L15
   L16
    LINENUMBER 10 L16
    RETURN
   L17
    LOCALVARIABLE x1 Ljava/lang/String; L6 L12 5
    LOCALVARIABLE $i$a$-let-Main$main2$1 I L7 L12 6
    LOCALVARIABLE this Lcom/cgm/experiments/Main; L0 L17 0
    LOCALVARIABLE x Ljava/lang/String; L0 L17 1
    MAXSTACK = 2
    MAXLOCALS = 8

  // access flags 0x11
  public final main3(Ljava/lang/String;)V
    // annotable parameter count: 1 (visible)
    // annotable parameter count: 1 (invisible)
    @Lorg/jetbrains/annotations/Nullable;() // invisible, parameter 0
   L0
    LINENUMBER 13 L0
    ALOAD 1
    IFNULL L1
   L2
    LINENUMBER 14 L2
   L3
    ICONST_0
    ISTORE 2
   L4
    GETSTATIC java/lang/System.out : Ljava/io/PrintStream;
    ALOAD 1
    INVOKEVIRTUAL java/io/PrintStream.println (Ljava/lang/Object;)V
   L5
   L1
    LINENUMBER 16 L1
    RETURN
   L6
    LOCALVARIABLE this Lcom/cgm/experiments/Main; L0 L6 0
    LOCALVARIABLE x Ljava/lang/String; L0 L6 1
    MAXSTACK = 2
    MAXLOCALS = 3

  // access flags 0x1
  public <init>()V
   L0
    LINENUMBER 3 L0
    ALOAD 0
    INVOKESPECIAL java/lang/Object.<init> ()V
    RETURN
   L1
    LOCALVARIABLE this Lcom/cgm/experiments/Main; L0 L1 0
    MAXSTACK = 1
    MAXLOCALS = 1

  @Lkotlin/Metadata;(mv={1, 5, 1}, k=1, d1={"\u0000\u001a\n\u0002\u0018\u0002\n\u0002\u0010\u0000\n\u0002\u0008\u0002\n\u0002\u0010\u0002\n\u0000\n\u0002\u0010\u000e\n\u0002\u0008\u0003\u0018\u00002\u00020\u0001B\u0005\u00a2\u0006\u0002\u0010\u0002J\u0010\u0010\u0003\u001a\u00020\u00042\u0008\u0010\u0005\u001a\u0004\u0018\u00010\u0006J\u0010\u0010\u0007\u001a\u00020\u00042\u0008\u0010\u0005\u001a\u0004\u0018\u00010\u0006J\u0010\u0010\u0008\u001a\u00020\u00042\u0008\u0010\u0005\u001a\u0004\u0018\u00010\u0006\u00a8\u0006\u0009"}, d2={"Lcom/cgm/experiments/Main;", "", "()V", "main1", "", "x", "", "main2", "main3", "decompile.main"})
  // compiled from: Main.kt
  // debug info: SMAP
Main.kt
Kotlin
*S Kotlin
*F
+ 1 Main.kt
com/cgm/experiments/Main
+ 2 fake.kt
kotlin/jvm/internal/FakeKt
*L
1#1,20:1
1#2:21
*E

}


// ================META-INF/decompile.main.kotlin_module =================

Answer 1

I would like to understand which is the purpose of those variables and why this happens.

您在此处看到的是函数中使用的堆栈条目。如果您遵循实际的字节码，您将看到 ASTORE N/ISTORE N/ALOAD N/ILOAD N条目。这是将变量放入堆栈的位置，varN 变量代表这些堆栈条目。将这些堆栈条目反编译为 java 代码并不总是有意义(或可能)，因为它实际上是一个字节码细节，例如必须将一些值压入堆栈才能将这些值传递给函数。您通常会看到比变量更多的堆栈条目来执行空检查和内部调用等操作。

在这种情况下，我不知道为什么要使用这么多堆栈条目，但它看起来像是用于捕获 lambda 的未使用占位符，以防您使用它们。

无论如何，不应该使用反编译的 Java 代码来推断字节码。如果您想更好地了解幕后发生的事情，我建议您自己学习字节码指令并对其进行分析。

I would like to understand which is the purpose of those variables and why this happens.

我希望 Kotlin 更容易分配这些堆栈条目，即使它们没有被使用。

然而，重要的是:

understand if my favorite approach introduces any kind of inefficiency

这样的分析不是很有用。例如，Kotlin 可能会生成那些空堆栈条目，因为 JVM 将它们优化掉是微不足道的，因为它们永远不会被读取。除非您在真正的 JVM 上执行这些不同的方法时观察到实际的性能影响，否则您应该假设它们都同样有效。即使有一些性能影响，也可以忽略不计，我怀疑它是否可以在微基准之外的任何其他工作负载下测量，这通常不是代表性的或现实世界的场景。 使用您最喜欢的版本。

旁注:IMO 所有这三种方法都应在不同情况下使用。使用 if (x != null) 如果你真的想检查某物是否为 null，如果你想映射使用 ?.let一个可以为空的值到另一个值，并使用 ?.run 如果它对捕获可以为空的值作为接收器有用。 x?.run { println(this) } 不是很惯用且难以阅读。在这种情况下，您应该更关心代码的可读性而不是性能。