Tại sao không thể trình biên dịch hàm F inline đầy đủ chức năng của hàm bậc cao hơn?

Question

Một trong những điều tôi yêu thích về F # là một từ khóa thực sự inline. Tuy nhiên, mặc dù nó cho phép viết các hàm thứ tự đầu tiên thực hiện giống như các khối mã được dán, nhưng mọi thứ không phải là màu hồng cho các hàm bậc cao hơn. Cân nhắc

let inline add i = i+1 
let inline check i = if (add i) = 0 then printfn ""  
let inline iter runs f = for i = 0 to runs-1 do f i 
let runs = 100000000 
time(fun()->iter runs check) 1 
time(fun()->for i = 0 to runs-1 do check i) 1 

Kết quả là 244 ms cho iter và 61 ms cho kiểm tra bằng tay. Hãy nghiên cứu sâu vào ILSpy. Chức năng liên quan được gọi cho cuộc gọi trực tiếp là:

internal static void func@22-12(Microsoft.FSharp.Core.Unit unitVar0) 
{ 
    for (int i = 0; i < 100000000; i++) 
    { 
     if (i + 1 == 0) 
     { 
      Microsoft.FSharp.Core.PrintfFormat<Microsoft.FSharp.Core.Unit, System.IO.TextWriter, Microsoft.FSharp.Core.Unit, Microsoft.FSharp.Core.Unit> format = new Microsoft.FSharp.Core.PrintfFormat<Microsoft.FSharp.Core.Unit, System.IO.TextWriter, Microsoft.FSharp.Core.Unit, Microsoft.FSharp.Core.Unit, Microsoft.FSharp.Core.Unit>(""); 
      Microsoft.FSharp.Core.PrintfModule.PrintFormatLineToTextWriter<Microsoft.FSharp.Core.Unit>(System.Console.Out, format); 
     } 
    } 
} 

Với add được gạch chân. Các chức năng có liên quan để iter là

internal static void func@22-11(Microsoft.FSharp.Core.Unit unitVar0) 
{ 
    for (int i = 0; i < 100000000; i++) 
    { 
     Tests.FunctionInlining.f@315-5(i); 
    } 
} 
internal static void f@315-5(int i) 
{ 
    if (i + 1 == 0) 
    { 
     Microsoft.FSharp.Core.PrintfFormat<Microsoft.FSharp.Core.Unit, System.IO.TextWriter, Microsoft.FSharp.Core.Unit, Microsoft.FSharp.Core.Unit> format = new Microsoft.FSharp.Core.PrintfFormat<Microsoft.FSharp.Core.Unit, System.IO.TextWriter, Microsoft.FSharp.Core.Unit, Microsoft.FSharp.Core.Unit, Microsoft.FSharp.Core.Unit>(""); 
     Microsoft.FSharp.Core.PrintfModule.PrintFormatLineToTextWriter<Microsoft.FSharp.Core.Unit>(System.Console.Out, format); 
     return; 
    } 
} 

Và chúng ta có thể thấy các hình phạt hiệu quả xuất phát từ một cấp thêm về mình. Như kiểm tra hiệu năng cho thấy, sự chuyển hướng này cũng không bị loại bỏ bởi trình biên dịch JIT. Có lý do gì khiến tại sao các hàm bậc cao không thể hoàn toàn được nội tuyến? Đây là một nỗi đau khi viết một hạt nhân tính toán.

thời gian combinator của tôi (mặc dù không thực sự liên quan ở đây) là

let inline time func n = 
    func() |> ignore 
    GC.Collect() 
    GC.WaitForPendingFinalizers() 
    let stopwatch = Stopwatch.StartNew() 
    for i = 0 to n-1 do func() |> ignore 
    stopwatch.Stop() 
    printfn "Took %A ms" stopwatch.Elapsed.TotalMilliseconds 

Answer 1

Chỉ cần được rõ ràng, F # biên dịch được nội tuyến mỗi định nghĩa mà bạn đã đánh dấu là inline. Nó chỉ là hành vi hiện tại của nội tuyến không phải là rất hữu ích khi sử dụng một chức năng nội tuyến như là một đối số bậc cao hơn. check chỉ có thể được gạch chân khi đưa ra một đối số, và vì vậy iter runs check được coi là iter runs (fun i -> check i). Sau đó check được inlined, kết quả là tương đương với

iter runs (fun i -> if (add i) = 0 then printfn "") 

(như bạn có thể nhìn thấy trong IL, không có cuộc gọi đến check trong IL được tạo ra, nhưng có một cuộc gọi đến f@315-5 cơ thể tổng hợp cho lambda này , tương đương). iter cũng được inline. Có nói rằng, tôi đồng ý rằng hành vi hiện tại không phải là hữu ích vì nó có thể được - trình biên dịch cũng có thể nội tuyến của cơ thể lambda vào trang web cuộc gọi, mà sẽ được an toàn và cải thiện hiệu suất.