內聯展開

內聯展開（或稱內聯，下文或交替使用）是一種將函數體直接展開到調用處的一種優化技術。它可以由手工指定（如inline關鍵字），或者經由編譯優化自動完成。內聯展開類似於宏展開，區別在於內聯展開在編譯時完成，而宏展開則可能在預編譯（如C/C++）、編譯時（如Scheme）、運行時（如Scheme）時完成。

內聯是一種重要的優化技術。內聯的好處主要在於消除函數的調用開銷（壓棧，保護/恢復現場），但內聯展開對於性能的提升不能一概而論，它可能導致生成的代碼體積膨脹，並且影響指令緩存的命中率。有研究表明函數內聯展開在緩存小的時候能提升性能，緩存較大的時候性能有可能下降^[1]。

除此之外，內聯展開會引入大量冗餘代碼，需要通過一系列編譯優化步驟進行縮減。比如一個記錄（或理解為結構體）中的值是不變的，那麼可以將其值直接替換到引用處；邏輯上不被使用到的分支代碼或者變量，會被自動消除掉；邏輯上不可能進入的分支也可以消除掉。通過這些優化可以極大縮減冗餘的代碼，使得程序編譯後獲得較為緊湊的體量。^[2][3]

參考資料

1. The Effect of Code Expanding Optimizations on Instruction Cache Design. Chen, Chang, et al. In abstract: 「Function inline expansion improves the performance for small cache sizes, but degrades the performance of medium caches.「
2. Shrinking Lambda Expressions in Linear Time. Appel & Jim
3. Shrink Fast Correctly! Oliver & Appel