f# - 有人知道 QuotationEvaluator 这么慢的原因吗？

Question

F# 社区的常识是，PowerPack 的引用编译工具生成的代码非常慢，事实上它的执行速度甚至比幼稚的解释还要糟糕。我一直在研究造成这种情况的原因，但到目前为止我还没有找到令人信服的答案。有人声称，这种情况的发生要么是因为引用中的模式匹配等事物的低效表示，要么是因为库使用的表达式树固有的低效。我想用一个简单的例子来说明为什么我认为两者都不正确:

#r "FSharp.Powerpack.Linq.dll"

open System
open System.Linq.Expressions

open Microsoft.FSharp.Quotations.Patterns

let powerpack = Microsoft.FSharp.Linq.QuotationEvaluator.Compile <@ 1 + 1 @>

// explicitly rewrite above quotation with expression trees
let expressionTree =
    let (Call(_,addM,_)) = <@ 1 + 1 @>
    let constExpr (x : 'T) = Expression.Constant(box x, typeof<'T>)
    let eval = Expression.Call(addM, constExpr 1, constExpr 1)
    let lambda = Expression.Lambda<Func<int>>(eval)
    lambda.Compile()

// reflection - based evaluation
let reflection =
    let (Call(_,addM,_)) = <@ 1 + 1 @>
    fun () -> addM.Invoke(null, [| 1 :> obj ; 1 :> obj |]) :?> int

#time 

// QuotationEvaluator ~ 2.5 secs
for i in 1 .. 1000000 do
    powerpack () |> ignore

// native evaluation ~ 1 msec
for i in 1 .. 1000000 do
    (fun () -> 1 + 1) () |> ignore

// reflection evaluation ~ 700 msec
for i in 1 .. 1000000 do
    reflection () |> ignore

// naive expression tree ~ 19 msec
for i in 1 .. 1000000 do
    expressionTree.Invoke () |> ignore

这里显然出了问题。问题是，什么？

编辑: FSharpx.Linq 编译器也会发生相同的行为

Answer 1

下面是编译的实现:

let CompileImpl (e: #Expr, eraseEquality) = 
       let ty = e.Type
       let e = Expr.NewDelegate(GetFuncType([|typeof<unit>; ty |]), [new Var("unit",typeof<unit>)],e)
       let linqExpr = Conv (e,eraseEquality)
       let linqExpr = (linqExpr :?> LambdaExpression)
       let d = linqExpr.Compile()
       (fun () -> 
           try 
             d.DynamicInvoke [| box () |]
           with :? System.Reflection.TargetInvocationException as exn -> 
               raise exn.InnerException)

注意 DynamicInvoke 的使用在委托(delegate)上，比 Invoke 慢得多以及你得到结果的原因。