为什么 Kotlin 在反编译为 Java 时会进行空检查声明一些未使用的变量？

问题描述

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，我会执行偏向于 x?.let {} 或 x?.run {} 而非 if(x != null) {} 的空检查。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，var2 用于 fun main3）。这是反编译代码，因此字节码实际上会分配并初始化它们。 int var6 = false; 甚至无法编译。

在传统的 if(x != null) {println(x)} 中还引入了未使用的 var2。

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：

这里是 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,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;","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 =================

解决方法

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。

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 变量表示这些堆栈条目。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。

在任何情况下，反编译的 Java 代码不应该用于推断字节码。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。

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。

我希望 Kotlin 可以更轻松地分配这些堆栈条目，即使它们没有被使用。

然而，重要的一点是：

了解我最喜欢的方法是否会导致效率低下

这样的分析不是很有用。例如，Kotlin 可能会生成那些空的堆栈条目，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。除非您在真实的 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，它也可以忽略不计，而且我怀疑它在除微基准测试之外的任何其他工作负载下都可以衡量，微基准测试通常不具有代表性或现实世界的场景。 使用您最喜欢的版本。

旁注：IMO 应在不同情况下使用所有这三种方法。如果您确实想检查某个值是否为 if (x != null)，请使用 null，如果您想将可空值映射到另一个值，请使用 ?.let，如果有用，请使用 ?.run捕获可空值作为接收器。 x?.run { println(this) } 不是很地道且难以阅读。在这种情况下，您应该更关心代码可读性而不是性能。

这是反编译的代码，因此字节码实际上分配并初始化它们。 int var6 = false;甚至无法编译。

这不是一个直接的答案，但我建议您的反编译器只是解释错误。检查字节码比反编译尽力而为的猜测更有意义。

我看到很多反编译的java代码没有任何意义，这是使用的反编译器的问题，而不是代码的问题。

java java kotlin kotlin kotlin kotlin-null-safety null null null null-check

为什么 Kotlin 在反编译为 Java 时会进行空检查声明一些未使用的变量？

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解决方法

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