面试题：Kotlin中如何使用内置工具进行简单的性能调优

Question

在Kotlin项目中，你知道哪些内置的工具或方法可以用于简单的性能调优？请举例说明如何使用它们对一段频繁执行的函数进行性能优化。

Answer 1

1. measureTimeMillis

measureTimeMillis 是 Kotlin 标准库中的函数，用于测量代码块执行所花费的时间（以毫秒为单位）。通过测量执行时间，能帮助我们发现性能瓶颈。

示例：

fun frequentlyExecutedFunction() {
    // 模拟一些计算
    var sum = 0
    for (i in 1..1000000) {
        sum += i
    }
}

fun main() {
    val timeMillis = measureTimeMillis {
        for (var i = 0; i < 100; i++) {
            frequentlyExecutedFunction()
        }
    }
    println("执行 100 次 frequentlyExecutedFunction 花费了 $timeMillis 毫秒")
}

2. @OptIn(ExperimentalUnsignedTypes::class) 配合无符号整数类型

在某些场景下，使用无符号整数类型（如 UInt、ULong）可以提升性能，因为它们在处理一些特定运算时更高效。不过需要注意，使用无符号整数类型需要添加 @OptIn(ExperimentalUnsignedTypes::class) 注解。

示例：

@OptIn(ExperimentalUnsignedTypes::class)
fun frequentlyExecutedFunctionWithUnsigned() {
    var sum: UInt = 0u
    for (i in 1u..1000000u) {
        sum += i
    }
}

fun main() {
    val timeMillis = measureTimeMillis {
        for (var i = 0; i < 100; i++) {
            frequentlyExecutedFunctionWithUnsigned()
        }
    }
    println("执行 100 次 frequentlyExecutedFunctionWithUnsigned 花费了 $timeMillis 毫秒")
}

3. 内联函数（inline）

使用 inline 关键字标记函数，编译器会将函数调用替换为函数体代码，减少函数调用的开销，对于频繁执行的小函数性能提升明显。

示例：

inline fun calculateSum() {
    var sum = 0
    for (i in 1..1000000) {
        sum += i
    }
}

fun main() {
    val timeMillis = measureTimeMillis {
        for (var i = 0; i < 100; i++) {
            calculateSum()
        }
    }
    println("执行 100 次 calculateSum 花费了 $timeMillis 毫秒")
}

4. 懒加载（lazy）

如果有一些对象或计算结果不是每次都需要，使用 lazy 可以延迟初始化，避免不必要的性能开销。

示例：

val expensiveValue: Int by lazy {
    // 模拟一些耗时操作
    var result = 0
    for (i in 1..1000000) {
        result += i
    }
    result
}

fun main() {
    val timeMillisBefore = System.currentTimeMillis()
    // 第一次访问 expensiveValue 会触发初始化
    println("expensiveValue: ${expensiveValue}")
    val timeMillisAfterFirst = System.currentTimeMillis()
    // 后续访问不会再次初始化
    println("expensiveValue: ${expensiveValue}")
    val timeMillisAfterSecond = System.currentTimeMillis()
    println("第一次访问花费 ${timeMillisAfterFirst - timeMillisBefore} 毫秒")
    println("第二次访问花费 ${timeMillisAfterSecond - timeMillisAfterFirst} 毫秒")
}