Rust: write! (wr, "foo") es entre un 10% y un 72% más lento que wr.write ("foo" .as_bytes ())

Sospecho que fn bench_write_ref no realiza llamadas virtuales. Añadiendo esto

#[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());
        }
    });
}

Yo tengo, con --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)

Entonces, la llamada virtual tiene un impacto, pero no explica totalmente la lentitud de write!() mostrada por este banco.

Visitando para triaje de errores. Esto parece estar todavía presente. El código para ejecutar los puntos de referencia es ahora:

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");
        }
    });
}

Sin optimizaciones:

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

Con --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

Sigue siendo un problema, usando el siguiente código:

#![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");
        }
    });
}

Normalmente dando algo como lo siguiente:

$ 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)

Obtuve aproximadamente los mismos resultados con el óxido todas las noches.

Solo para que conste, se ejecuta con v1.20.0-nightly :

$ 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)

Hoy dia:

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)

Dos años después:

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)

Tenía curiosidad por saber si la diferencia estaba en la implementación de io :: Write frente a fmt :: Write, o en los detalles de write_fmt que requieren format_args !, ¡que es relevante desde escribir! se le puede pedir que "sirva" en cualquier caso.

Para descubrir más información sobre esto, comparé Vec con String, una comparación aparentemente de "manzanas con manzanas ... ish". 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

Me pareció interesante que este ejemplo revelara que String en realidad tenía menos gastos generales que Vec en write! (el punto de referencia tenía una alta variación, pero lo consideré lo suficientemente indicativo).

Entonces miré y vi:

    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??? */
    }

Así que ya no me sorprende.
Creo que es posible acelerar algunos casos, pero esto no es realmente una comparación de manzanas con manzanas aquí. El naranja es write_fmt , que tiene que utilizar una variedad de maquinaria de formato. Lo que debe suceder es que write! debe omitir write_fmt en casos simples donde no se requiere la maquinaria de formateo, o la maquinaria de formateo debería ser mucho más rápida en el caso de la ruta rápida obvia.