performance - 为什么在 Go 中交换 []float64 的元素比在 Rust 中交换 Vec 的元素更快？

Question

我有两个(等效的？)程序，一个在 Go 中，另一个在 Rust 中。平均执行时间为:

• 开始~169ms
• 使用rust ~201ms

开始

package main

import (
    "fmt"
    "time"
)

func main() {
    work := []float64{0.00, 1.00}
    start := time.Now()

    for i := 0; i < 100000000; i++ {
        work[0], work[1] = work[1], work[0]
    }

    elapsed := time.Since(start)
    fmt.Println("Execution time: ", elapsed)
}

使用rust

我用--release编译

use std::time::Instant;

fn main() {
    let mut work: Vec<f64> = Vec::new();
    work.push(0.00);
    work.push(1.00);

    let now = Instant::now();

    for _x in 1..100000000 {
        work.swap(0, 1); 
    }

    let elapsed = now.elapsed();
    println!("Execution time: {:?}", elapsed);
}

在这种情况下，Rust 的性能是否不如 Go？能否以惯用的方式编写 Rust 程序以更快地执行？

Answer 1

Could the Rust program be written in an idiomatic way, to execute faster?

是的。要创建包含几个元素的向量，请使用 vec![] 宏:

let mut work: Vec<f64> = vec![0.0, 1.0];    

for _x in 1..100000000 {
    work.swap(0, 1); 
}

那么这段代码是否更快？是的。看看what assembly is generated :

example::main:
  mov eax, 99999999
.LBB0_1:
  add eax, -11
  jne .LBB0_1
  ret

在我的 PC 上，它的运行速度比您的原始代码快 30 倍。

为什么程序集仍然包含这个什么都不做的循环？为什么编译器无法看到两个 push 与 vec![0.0, 1.0] 相同？这两个问题都很好，而且都可能指向 LLVM 或 Rust 编译器中的缺陷。

但是，遗憾的是，您的微基准测试没有太多有用的信息。基准测试很难，真的很难。有太多的陷阱，连专业人士都会掉进去。就您而言，基准测试在几个方面存在缺陷。首先，您以后永远不会观察向量的内容(它从未被使用过)。这就是为什么一个好的编译器可以删除所有甚至触及向量的代码(就像上面的 Rust 编译器所做的那样)。所以这不好。

除此之外，这与任何真正的性能关键代码都不相似。即使稍后会观察到向量，奇数次交换也等于单次交换。所以除非你想看看优化器是否能理解这个交换规则，否则遗憾的是你的基准测试并不是很有用。