Rust: write!(wr,"foo") ist 10 bis 72 % langsamer als wr.write("foo".as_bytes())

Ich vermute, dass fn bench_write_ref keine virtuellen Anrufe tätigt. Das hinzufügen

#[inline(never)]
fn writer_write(w: &mut Writer, b: &[u8]) {
    w.write(b);
}

#[bench]
fn bench_write_virt(bh: &mut BenchHarness) {
    bh.iter(|| {
        let mut mem = MemWriter::new();
        let wr = &mut mem as &mut Writer;
        for _ in range(0, 1000) {
            writer_write(wr, "abc".as_bytes());
        }
    });
}

Ich habe mit --opt-level 3

running 5 tests
test bench_write_macro1 ... bench:    680823 ns/iter (+/- 34497)
test bench_write_macro2 ... bench:    950790 ns/iter (+/- 72309)
test bench_write_ref    ... bench:    505846 ns/iter (+/- 41965)
test bench_write_value  ... bench:    511815 ns/iter (+/- 36681)
test bench_write_virt   ... bench:    553466 ns/iter (+/- 43716)

Der virtuelle Anruf hat also eine Wirkung, aber er erklärt nicht vollständig die Langsamkeit von write!() , die von dieser Bank gezeigt wird.

Besuch zur Fehlersuche. Dieser scheint noch vorhanden zu sein. Der Code zum Ausführen der Benchmarks lautet jetzt:

extern crate test;

use std::io::MemWriter;
use test::Bencher;

#[bench]
fn bench_write_value(bh: &mut Bencher) {
    bh.iter(|| {
        let mut mem = MemWriter::new();
        for _ in range(0u, 1000) {
            mem.write("abc".as_bytes());
        }
    });
}

#[bench]
fn bench_write_ref(bh: &mut Bencher) {
    bh.iter(|| {
        let mut mem = MemWriter::new();
        let wr = &mut mem as &mut Writer;
        for _ in range(0u, 1000) {
            wr.write("abc".as_bytes());
        }
    });
}

#[bench]
fn bench_write_macro1(bh: &mut Bencher) {
    bh.iter(|| {
        let mut mem = MemWriter::new();
        let wr = &mut mem as &mut Writer;
        for _ in range(0u, 1000) {
            write!(wr, "abc");
        }
    });
}

#[bench]
fn bench_write_macro2(bh: &mut Bencher) {
    bh.iter(|| {
        let mut mem = MemWriter::new();
        let wr = &mut mem as &mut Writer;
        for _ in range(0u, 1000) {
            write!(wr, "{}", "abc");
        }
    });
}

Ohne Optimierungen:

running 4 tests
test bench_write_macro1 ... bench:   1470468 ns/iter (+/- 291966)
test bench_write_macro2 ... bench:   1799612 ns/iter (+/- 316293)
test bench_write_ref    ... bench:   1336574 ns/iter (+/- 251664)
test bench_write_value  ... bench:   1317880 ns/iter (+/- 254668)

test result: ok. 0 passed; 0 failed; 0 ignored; 4 measured

Mit --opt-level=3 :

running 4 tests
test bench_write_macro1 ... bench:    127671 ns/iter (+/- 1452)
test bench_write_macro2 ... bench:    196158 ns/iter (+/- 2053)
test bench_write_ref    ... bench:     43881 ns/iter (+/- 453)
test bench_write_value  ... bench:     43859 ns/iter (+/- 336)

test result: ok. 0 passed; 0 failed; 0 ignored; 4 measured

Immer noch ein Problem mit dem folgenden Code:

#![allow(unused_must_use)]
#![feature(test)]

extern crate test;

use std::io::Write;
use std::vec::Vec;

use test::Bencher;

#[bench]
fn bench_write_value(bh: &mut Bencher) {
    bh.iter(|| {
        let mut mem = Vec::new();
        for _ in 0..1000 {
            mem.write("abc".as_bytes());
        }
    });
}

#[bench]
fn bench_write_ref(bh: &mut Bencher) {
    bh.iter(|| {
        let mut mem = Vec::new();
        let wr = &mut mem as &mut Write;
        for _ in 0..1000 {
            wr.write("abc".as_bytes());
        }
    });
}

#[bench]
fn bench_write_macro1(bh: &mut Bencher) {
    bh.iter(|| {
        let mut mem = Vec::new();
        let wr = &mut mem as &mut Write;
        for _ in 0..1000 {
            write!(wr, "abc");
        }
    });
}

#[bench]
fn bench_write_macro2(bh: &mut Bencher) {
    bh.iter(|| {
        let mut mem = Vec::new();
        let wr = &mut mem as &mut Write;
        for _ in 0..1000 {
            write!(wr, "{}", "abc");
        }
    });
}

Geben Sie normalerweise so etwas wie Folgendes:

$ cargo bench
running 4 tests
test bench_write_macro1 ... bench:      21,604 ns/iter (+/- 82)
test bench_write_macro2 ... bench:      29,273 ns/iter (+/- 85)
test bench_write_ref    ... bench:       1,396 ns/iter (+/- 387)
test bench_write_value  ... bench:       1,391 ns/iter (+/- 163)

Ich habe jede Nacht ungefähr die gleichen Ergebnisse mit Rost erzielt.

Nur fürs Protokoll, mit v1.20.0-nightly laufen:

$ cargo bench
running 4 tests
test bench_write_macro1 ... bench:      36,556 ns/iter (+/- 69)
test bench_write_macro2 ... bench:      54,377 ns/iter (+/- 958)
test bench_write_ref    ... bench:      13,730 ns/iter (+/- 24)
test bench_write_value  ... bench:      13,755 ns/iter (+/- 81)

Heute:

running 4 tests
test bench_write_macro1 ... bench:      16,220 ns/iter (+/- 982)
test bench_write_macro2 ... bench:      25,542 ns/iter (+/- 2,220)
test bench_write_ref    ... bench:       4,889 ns/iter (+/- 314)
test bench_write_value  ... bench:       4,819 ns/iter (+/- 956)

Zwei Jahre später:

running 4 tests
test bench_write_macro1 ... bench:      17,561 ns/iter (+/- 174)
test bench_write_macro2 ... bench:      23,285 ns/iter (+/- 2,771)
test bench_write_ref    ... bench:       3,234 ns/iter (+/- 194)
test bench_write_value  ... bench:       3,238 ns/iter (+/- 123)

test result: ok. 0 passed; 0 failed; 0 ignored; 4 measured; 0 filtered out

❯ rustc +nightly --version
rustc 1.47.0-nightly (30f0a0768 2020-08-18)

Ich war neugierig, ob der Unterschied in der Implementierung von io::Write und fmt::Write lag oder in den Details von write_fmt, die format_args! erfordern, was seit write! kann gebeten werden, in beiden Fällen zu "bedienen".

Um mehr darüber zu erfahren, habe ich Vec mit String verglichen, ein scheinbar "Äpfel mit Äpfeln ..." Vergleich. https://gist.github.com/workingjubilee/2d2e3a7fded1c2101aafb51dc79a7ec5

running 10 tests
test string_write_fmt    ... bench:      10,053 ns/iter (+/- 1,141)
test string_write_macro1 ... bench:      10,177 ns/iter (+/- 2,363)
test string_write_macro2 ... bench:      17,499 ns/iter (+/- 1,847)
test string_write_ref    ... bench:       2,270 ns/iter (+/- 265)
test string_write_value  ... bench:       2,333 ns/iter (+/- 126)
test vec_write_fmt       ... bench:      15,722 ns/iter (+/- 1,673)
test vec_write_macro1    ... bench:      15,767 ns/iter (+/- 1,638)
test vec_write_macro2    ... bench:      23,968 ns/iter (+/- 8,942)
test vec_write_ref       ... bench:       2,296 ns/iter (+/- 178)
test vec_write_value     ... bench:       2,230 ns/iter (+/- 235)

test result: ok. 0 passed; 0 failed; 0 ignored; 10 measured; 0 filtered out

Ich fand es interessant, dass dieses Beispiel zeigte, dass String tatsächlich weniger Overhead hatte als Vec auf write! (der Benchmark hatte eine hohe Varianz, aber ich hielt dies für indikativ genug).

Dann sah ich und sah:

    fn write_fmt(&mut self, fmt: fmt::Arguments<'_>) -> Result<()> {
        // Create a shim which translates an io::Write to a fmt::Write and saves
        // off I/O errors. instead of discarding them
        struct Adaptor<'a, T: ?Sized + 'a> {
            inner: &'a mut T,
            error: Result<()>,
        }

        /* More code related to implementing and using the resulting shim,
         * seemingly involving a lot of poking a reference at runtime??? */
    }

Also ich bin nicht mehr überrascht.
Ich glaube, es ist möglich, in einigen Fällen einen schnellen Weg zu gehen, aber dies ist hier kein eigentlicher Vergleich von Äpfeln. Die Orange ist write_fmt , die eine Vielzahl von Formatierungsmaschinen verwenden muss. Was passieren muss, ist, dass write! write_fmt in einfachen Fällen überspringen sollte, in denen die Formatierungsmaschinerie nicht erforderlich ist, oder die Formatierungsmaschinerie selbst im Fall des offensichtlichen schnellen Weges viel schneller sein sollte.