Rust: write!(wr、 "foo")は、wr.write( "foo" .as_bytes())よりも10%から72%遅くなります。

作成日 2013年12月02日  ·  9コメント  ·  ソース: rust-lang/rust

この例は、の些細な場合ことを実証しているwrite!(wr, "foo")呼び出しよりもはるかに遅いですwr.write("foo".as_bytes())

extern mod extra;

use std::io::mem::MemWriter;
use extra::test::BenchHarness;

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

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

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

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

最適化なし:

running 4 tests
test bench_write_macro1 ... bench:    280153 ns/iter (+/- 73615)
test bench_write_macro2 ... bench:    322462 ns/iter (+/- 24886)
test bench_write_ref    ... bench:     79974 ns/iter (+/- 3850)
test bench_write_value  ... bench:     78709 ns/iter (+/- 4003)

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

--opt-level=3

running 4 tests
test bench_write_macro1 ... bench:     62397 ns/iter (+/- 5485)
test bench_write_macro2 ... bench:     80203 ns/iter (+/- 3355)
test bench_write_ref    ... bench:     55275 ns/iter (+/- 5156)
test bench_write_value  ... bench:     56273 ns/iter (+/- 7591)

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

これを改善するために私たちにできることはありますか? 私はいくつかのオプションを考えることができますが、もっとたくさんあるに違いありません:

  • write!にコンパイルするための特別な場合の引数なしwr.write("foo".as_bytes()) 。 このルートに行く場合は、一連のstr write!("foo {} {}", "bar", "baz")も変換すると便利です。
  • wr.write_str("foo")復活させます。 私が理解していることから、それは#6164でブロックされています。
  • llvmがwrite!オーバーヘッドを最適化できない理由を理解してください。 インライン化する必要がある機能とそうでない機能はありますか? 私のスキャッターショットの試みは何の結果も得られませんでした。
C-enhancement I-slow T-compiler T-libs

全てのコメント9件

fn bench_write_refは仮想通話を行わないのではないかと思います。 これを追加する

#[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());
        }
    });
}

私は--opt-level 3持っています

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)

したがって、仮想通話には影響がありますが、このベンチで示されるwrite!()の遅さを完全に説明するものではありません。

バグトリアージのための訪問。 これはまだ存在しているようです。 ベンチマークを実行するためのコードは次のとおりです。

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");
        }
    });
}

最適化なし:

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

--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

次のコードを使用すると、まだ問題があります。

#![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");
        }
    });
}

通常、次のようなものを与えます。

$ 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)

毎晩錆びてもほぼ同じ結果が得られました。

念のため、 v1.20.0-nightlyで実行します。

$ 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)

今日:

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)

二年後:

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)

違いがio :: Writeとfmt :: Writeの実装にあるのか、それともwrite!から関連するformat_args!を必要とするwrite_fmtの詳細にあるのか興味がありました。 どちらの場合も「提供」するように依頼できます。

これに関する詳細情報を見つけるために、私はVecとStringを比較しました。これは、一見「リンゴとリンゴ...っぽい」比較です。 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

この例で、Stringのオーバーヘッドがwrite! Vecよりも実際に少ないことが明らかになったのは興味深いこと

それから私は見て見ました:

    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??? */
    }

だから私はもう驚かない。
場合によってはファストパスが可能だと思いますが、これは実際にはここでのリンゴ同士の比較ではありません。 オレンジはwrite_fmtで、さまざまなフォーマット機構を使用する必要があります。 発生する必要があるのは、フォーマット機構が不要な単純な場合はwrite!write_fmt write!をスキップするか、明らかな高速パスの場合はフォーマット機構自体がはるかに高速である必要があるということです。

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