JavaScript TypedArray 性能

Question

为什么 TypedArray 不如常规数组快？我想存储一些预先计算的整数值，并且需要尽可能快地访问数组。

http://jsperf.com/array-access-speed-2/2

准备代码:

 Benchmark.prototype.setup = function() {
   var buffer = new ArrayBuffer(0x10000);
   var Uint32 = new Uint32Array(buffer);
   var arr = [];
   for(var i = 0; i < 0x10000; ++i) {
     Uint32[i] = (Math.random() * 0x100000000) | 0;
     arr[i] = Uint32[i];
   }
   var sum = 0;
 };

测试1:

sum = arr[(Math.random() * 0x10000) | 0];

测试2:

sum = Uint32[(Math.random() * 0x10000) | 0];

PS:可能是我的性能测试无效，请随时纠正我。

Answer 1

现代引擎会在幕后使用真正的数组，即使你使用Array(如果他们认为可以的话)，如果你做了一些让他们认为他们不能做的事情，就会依靠属性映射“数组”使用真正的数组。

另请注意，如 radsoc points out ， var buffer = new ArrayBuffer(0x10000) 然后 var Uint32 = new Uint32Array(buffer) 生成一个大小为 0x4000 (0x10000/4) 而不是 0x10000 的 Uint32 数组，因为您给出的 ArrayBuffer 值以字节为单位，但当然每个 Uint32Array 条目有四个字节。以下所有内容都使用 new Uint32Array(0x10000) 来代替 (并且始终如此，甚至在此编辑之前) 来比较苹果与苹果。

所以让我们从 new Uint32Array(0x10000) 开始: http://jsperf.com/array-access-speed-2/11 (遗憾的是，JSPerf 丢失了此测试及其结果，现在完全离线)

这表明，由于您以简单、可预测的方式填充数组，因此现代引擎会继续在幕后使用真正的数组(及其性能优势)，而不是转移。我们看到两者的性能基本相同。速度上的差异可能与类型转换有关，类型转换采用 Uint32 值并将其作为数字分配给 sum(尽管我很惊讶如果这样的话)类型转换不会延迟...)。

但是添加一些困惑:

var Uint32 = new Uint32Array(0x10000);
var arr = [];
for (var i = 0x10000 - 1; i >= 0; --i) {
  Uint32[Math.random() * 0x10000 | 0] = (Math.random() * 0x100000000) | 0;
  arr[Math.random() * 0x10000 | 0] = (Math.random() * 0x100000000) | 0;
}
var sum = 0;

...这样引擎就必须依靠老式的属性映射“数组”，并且您会看到类型化数组的性能明显优于老式的数组: http://jsperf.com/array-access-speed-2/3 (遗憾的是，JSPerf 丢失了此测试及其结果)

聪明，这些 JavaScript 引擎工程师......

不过，您对 Array 数组的非数组性质所做的具体操作很重要；考虑:

var Uint32 = new Uint32Array(0x10000);
var arr = [];
arr.foo = "bar";                            // <== Non-element property
for (var i = 0; i < 0x10000; ++i) {
  Uint32[i] = (Math.random() * 0x100000000) | 0;
  arr[i] = (Math.random() * 0x100000000) | 0;
}
var sum = 0;

这仍然按预期填充数组，但我们向其中添加了一个非元素属性 (foo)。 http://jsperf.com/array-access-speed-2/4 (遗憾的是，JSPerf 丢失了这个测试及其结果) 显然，引擎非常聪明，将非元素属性放在一边，同时继续使用真正的数组作为元素属性:

与我们上面的第一个测试相比，我有点无法解释为什么标准数组应该更快。测量误差？ Math.random 中的变幻莫测？但我们仍然非常确定 Array 中的数组特定数据仍然是一个真正的数组。

如果我们做同样的事情但以相反的顺序填写:

var Uint32 = new Uint32Array(0x10000);
var arr = [];
arr.foo = "bar";                            // <== Non-element property
for (var i = 0x10000 - 1; i >= 0; --i) {    // <== Reverse order
  Uint32[i] = (Math.random() * 0x100000000) | 0;
  arr[i] = (Math.random() * 0x100000000) | 0;
}
var sum = 0;

...我们回到类型化数组获胜的话题——IE11 除外: http://jsperf.com/array-access-speed-2/9 (遗憾的是，JSPerf 丢失了此测试及其结果)