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局部变量对数组访问的性能

perl5 micro-optimization benchmarking perl performance

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Greg Kennedy · 技术社区 · 7 年前

我在做Perl性能的基准测试,遇到了一个我认为有些奇怪的情况。假设有一个函数多次使用数组中的值。在这种情况下,您经常会看到一些代码:

sub foo {
  my $value = $array[17];

  do_something_with($value);
  do_something_else_with($value);
}

sub foo {
  do_something_with($array[17]);
  do_something_else_with($array[17]);
}

为了可读性,第一个更清晰。我假设在第一种情况下,性能至少是相同的(或更好),毕竟数组查找需要乘法和加法。

想象一下当这个测试程序显示相反的结果时我的惊讶。在我的机器上,重新进行数组查找实际上是更快

use Benchmark qw(:all);

use constant { ITERATIONS => 4, TIME => -5 };

# sample array
my @array = (1 .. 100);

cmpthese(TIME, {
  # local variable version
  'local_variable' => sub {
    my $index = int(rand(scalar @array));
    my $val = $array[$index];
    my $ret = '';

    for (my $i = 0; $i < ITERATIONS; $i ++) {
       $ret .= $val;
     }

    return $ret;
  },

  # multiple array access version
  'multi_access' => sub {
    my $index = int(rand(scalar @array));
    my $ret = '';

    for (my $i = 0; $i < ITERATIONS; $i ++) {
      $ret .= $array[$index];
    }

    return $ret;
  }
});

结果:

                   Rate local_variable   multi_access
local_variable 245647/s             --            -5%
multi_access   257907/s             5%             --

这没什么大的区别,但它提出了我的问题: 阅读其他的S.O.文章,我看到其他语言/编译器确实有预期的结果,有时甚至将它们转换成相同的代码。Perl在做什么?

2 回复 | 直到 7 年前

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zdim 7 年前

让我们首先转一下语句:缓存查找预计会更快,因为它避免了重复查找,即使它确实需要一些开销,而且一旦完成7次以上的查找,它就会开始更快。我想这不算太令人震惊。

至于为什么不到七次迭代的速度会慢。。。我猜标量创建的成本仍然大于那些少数查找。它肯定不止一次查找,是吗?那两个怎么样?我认为“少数”可能是一个很好的衡量标准。

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Greg Kennedy 7 年前

我今天做了更多的调查,我确定的是 标量任何种类的

这似乎只是重申了最初的问题,但我觉得我找到了更清晰的答案。例如,如果我修改本地变量子例程来执行另一个赋值,如下所示:

my $index = int(rand(scalar @array));
my $val = 0; # <- this is new
$val = $array[$index];
my $ret = '';

我还测试了范围是否导致 $var 若要阻止性能,请将其切换到全局范围而不是本地范围。这个差异可以忽略不计(见上面对@zdim的评论) 离开

最后,我的困惑是基于 错误的假设 那个 . 我习惯于在C中工作,在C中,将值复制到局部变量是一个非常快速的操作(1-2 asm指令)。

确切地 为什么,没关系)。标量赋值是一个相对“慢”的操作。。。相比之下,Perl内部为获取数组对象的第n个元素所做的任何工作实际上都相当快。我在第一篇文章中提到的“乘法和加法”仍然比标量赋值的代码要少得多。

这就是为什么需要如此多的查找来匹配缓存结果的性能:简单地分配给“cache”变量大约慢7倍(对于我的设置)。