3亿美元的 bug
假设有这样一个方法：
interface Timer{
fun delay(long: Long, block: () -> Long)
}
从方法声明可以猜出功能是“延迟long后执行block，并且要求 block 返回一个 Long。”
至于延迟的是秒还是毫秒？block 的返回值表示什么意思？不得而知。
不得不查看接口实现类：
class Timer1 : Timer{
override fun delay(long: Long, block: () -> Long) {
handler.postDelayed({
val seconds = block()
print(seconds)
}, long)
}
}
从 Timer1 的实现可以得知，时间间隔是毫秒，而 block 返回值是秒。
但项目中可能同时存在下面这样的实现：
class Timer2 : Timer {
override fun delay(long: Long, block: () -> Long) {
GlobalScope.launch {
delay(long.toDuration(DurationUnit.SECONDS))
val milliseconds = block()
print(milliseconds)
}
}
}
此时，时间间隔是秒，而 block 返回值是毫秒。
这就很头痛了，因为使用 Timer 接口时，不知道该如何传参。
理论上接口是一种抽象，在使用它时不需要关心内部实现细节。
显然，Timer 的定义破坏了接口的抽象性。为了保证不出错，在使用时不得不这样做：
val timer = ...
val delaySeconds = 1
if( timer is Timer2 ) {
timer.delay(seconds) {...}
} else if( timer is Timer1 ) {
timer.delay(seconds*1000) {...}
}
这样的话，Timer 接口还有什么存在的必要？
多态是编程语言支持的一种特性，这种特性使得静态的代码运行时可能产生动态的行为，这样一来编程时不需要为类型所烦恼，可以编写统一的处理逻辑而不是依赖特定的类型。”
这段话摘自如何“好好利用多态”写出又臭又长又难以维护的代码？| Feeds 流重构方案。上面 Timer 接口的现状恰恰是这段话的反面。
但若不这样做，程序就会发生错误。这类错误中最著名的就是“the Mars Climate Orbiter”，即 NASA 的火星气候探测器。该项目耗资 3 亿美元，却因程序 bug 导致失败。项目中有一个方法返回的值是以lbf·s为单位，而与之配套的另一个方法的入参是以N·s为单位。在物理世界里它们相差十万八千里，但在计算机的世界里它们都表达成double。
修复1：语义弱约束
Timer.delay() 方法的参数 long 缺乏语义，在具体业务场景中 long 可以表达非常多的语义，比如：时间戳、毫秒、秒、纳秒等等。
可以通过有意义的变量命名来约束参数的语义：
interface Timer{
fun delay(seconds: Long, block: () -> Long)
}
这的确可以为参数增加语义，但对返回值就无能为力了，比如 block 的返回值还是语义不明。
除了在参数名上做文章，也可以在类型名上做文章：
typealias Second = Long
interface Timer{
fun delay(seconds: Second, block: () -> Long)
}
看上去引入了一个新的类型Second，但对于编译器来说Second和Long是一个东西的两个名字。编译器并不会因为你传入了毫秒而报错。
这其实是错误使用typealias的一个示范，typealias 应该用于“化简名字”，比如：
// 把一个长 lambda 化简，取一个表达语义的别名，如此一来方法签名就可以被简化
typealias OnWindowClick = (x: Int, y: Int, view: View) -> Boolean
fun setOnWindowClickListener(block: (x: Int, y: Int, view: View) -> Boolean) {}
fun setOnWindowClickListener(block: OnWindowClick) {}
// 将一个嵌套泛型化简
typealias ViewCache = HashMap<String, List<View>>
typealias 隐藏了细节，降低了复杂度，增加了代码可读性。
还有一种约束语义的方式是添加注释：
interface Timer {
/**
* @param seconds，the seconds to delay
* @param block，the block to be invoked after [seconds],
* the return value of it is the consumed time in seconds
*/
fun delay(seconds: Long, block: () -> Long)
}
修复2：语义强约束
上述这两种约束语义的方式都不是强制性的。假设接口的实现者都阅读了注释并按照规定实现接口，但也无法保证调用者不把毫秒传给 seconds 参数。
可以通过新增一个类型，让编译器帮我们做类型检查：
data class Second(val value: Long)
interface Timer{
fun delay(second: Second, block: () -> Second)
}
现在如下的调用在编译前就会报错：
timer.delay(1000L){...} // 传入 1000 ms，来表示延迟一秒
现在想延迟一秒，必须这样做：
timer.delay(Second(1)){...}
在方法调用处，通过类型强行提示，可以避免明明想延迟一秒，但却写出这样的代码timer.delay(Second(1000))
不过这样做是有性能代价的，因为原本是基础类型的赋值，现在变成需要构建新的包装对象（在堆中分配内存，并在栈中指向这块内存）。
修复3：内联类
为了解决这种问题，Kotlin 在 1.3.0 推出了inline class，在 1.5.0 用value class取而代之。它的用法如下：
@JvmInline
value class Second(val value: Long)
interface Timer{
fun delay(second: Second, block: () -> Second)
}
通过关键词value+@JvmInline声明了一个内联类。然后就可以像这样延迟一秒执行：
timer.delay(Second(1)){...}
因为发生了内联，这行调用和上一节的不同之处在于，当 kotlin 编译成 java 后，内联类型不会被创建，而是将其成员内联到调用处。不过在编译之前会进行类型检查，即下面这样的调用会报错：
timer.delay(1L){...}
内联类在保证类型安全的同时做到了零性能损耗。
对内联类做个总结，它通常用于约束语义，并以零性能损耗的方式通过编译器保证类型安全。
内联类注意事项
参数限制
内联类只能在构造方法中声明一个成员参数，在多参数场景下，只能退而求其次使用性能略差的data class。
成员变量/方法 & 实现接口
普通类具备的功能，内联类几乎都具备：
@JvmInline
value class Name(val s: String) {
// init 代码块
init {
require(s.length > 0) { }
}
// 计算型成员变量（没有backing field）
val length: Int
get() = s.length
// 成员方法
fun greet() {
println("Hello, $s")
}
}
fun main() {
val name = Name("Kotlin")
name.greet() // greet 被编译成静态方法
println(name.length) // length属性的get方法也被编译成静态方法
}
内联类也可以实现接口：
interface Printable {
fun prettyPrint(): String
}
@JvmInline
value class Name(val s: String) : Printable {
override fun prettyPrint(): String = "Let's $s!"
}
fun main() {
val name = Name("Kotlin")
println(name.prettyPrint()) // prettyPrint 被编译成静态方法
}
但是内联类不能被继承。
内联条件
内联类的成员被内联到调用处是有条件的，条件是 “内联类没有被当成其他类型使用” 。若不满足这个条件，内联会失败，此时会发生装箱，即内联类被当成一个包装类被构建，就没有性能优势了：
interface I
// 一个实现了接口的内联类
@JvmInline
value class Foo(val i: Int) : I
fun asInline(f: Foo) {}
fun <T> asGeneric(x: T) {}
fun asInterface(i: I) {}
fun asNullable(i: Foo?) {}
fun <T> id(x: T): T = x
fun main() {
val f = Foo(42)
asInline(f) // 内联成功：因为内联类被当成其原本的类型Foo使用
asGeneric(f) // 内联失败: 因为内联类被当成 T 使用
asInterface(f) // 内联失败: 因为内联类被当成 I 使用
asNullable(f) // 内联失败: 以为内联类被当成 Foo? 使用
}
在 Java 中使用
@JvmInline
value class UInt(val x: Int)
fun compute(x: Int) { }
fun compute(x: UInt) { }
上述两个方法被编译成 java 代码后，拥有完全相同的签名。为了解决这个问题，系统会自动为第二个方法名追加一个哈希码以示区别，它最终会被表达成public final void compute-<hashcode>(int x)。
为了能在在 Java 中调用带内联的方法，可以为其添加@JvmName注解：
@JvmInline
value class UInt(val x: Int)
fun compute(x: Int) { }
@JvmName("computeUInt")
fun compute(x: UInt) { }
通过注解为带内联的方法取一个别名。
作者：唐子玄
链接：https://juejin.cn/post/7113704624422387720
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