final 关键字

final 关键字可以给编译器提供一个证明的功能，让编译器在优化虚函数的时候能够更加激进，从读虚指针然后跳转到虚函数。

mov rax, [rdi]      // 读 vptr
jmp [rax]           // 从 vtable slot 间接跳转

优化到直接调用/内联具体函数

int call_d(const D* p) {
    return p->f();
}

• 如果 D 没有 final，在普通分离编译模型下，p 可能指向 D 的派生类对象，所以不能无条件去虚化
• 如果 D final，编译器不需要看到全程序，也能证明 p->f() 只能调用 D::f()。

样例

首先来看一下.cpp实现，唯一区别是是否加 final

然后编译得到汇编代码：

g++ -O2 -std=c++20 -S -masm=intel with_final.cpp -o with_final.s

g++ -O2 -std=c++20 -S -masm=intel not_final.cpp -o not_final.s

从这个图不难看出，with_final 的版本

• .set _Z6call_dPK1D,_ZNK1D1fEv：表示将call_d这个符号直接变成了D::f()的别名，调用call_d等价于调用D::f()

然后not_final 的版本会多出一段汇编，具体内容就是

• lea rdx, _ZNK1D1fEv[rip]： 将D::f() const 的函数地址放到 rdx
• mov rax, QWORD PTR [rax]： 读取vtable[0]的实际地址，这里的[rax] 是从 vptr 指向的 vtable address point 开始取第一个虚函数的slot
• cmp rax, rdx + jne .L13：如果vtable[0] != &D::f()，就跳转到.L13, 走保底的虚调用路径，如果相等，就走下面的已经inline的 D::f()快路径
• 然后后面的部分是将D::f() inline进来的汇编。

不难看出：

• 加final 的时候：D不可能有派生类型，因此 const D* p 的动态类型只能是D，编译器不需要保留 guard 和 fallback 虚调用路径。会少走使用虚指针+虚函数表来查找函数地址的代码部分。

• 不加final的时候：GCC做的是 guarded drvirtualization，先检查vtable slot 里面是否是 D::f()，如果是就直接走快路径，如果不是就跳到.L13 继续按照虚调用语义跳转到真实目标函数