scope - 当声明符(我的/状态)在 for block 中时会发生什么？

Question

以下 block 运行一个循环，将主题分配给变量 $var :

第一个 my $var;在循环之外

第二个my $var;在循环内

最后是 state $var;在循环内

my $limit=10_000_000;
{
    my $var;
    for ^$limit { $var =$_; }
    say now  - ENTER now;
}
{
    for ^$limit { my $var; $var=$_; }
    say now  - ENTER now;
}
{
    for ^$limit { state $var; $var=$_; }
    say now  - ENTER now;
}

每个 block 的示例输出持续时间(秒)如下:

0.5938845                                                                                                                                 
1.8251226                                                                                                                                 
2.60700803  

位于 https://docs.perl6.org/syntax/state 的文档动议 state变量具有与 my 相同的词法范围.从功能上讲，代码块 1 和 block 3 将在对相应循环 block 的多次调用中实现相同的持久存储。

为什么 state (和内部 my )版本需要更多时间吗？它还在做什么？

编辑:
与@HåkonHægland 的评论类似，如果我剪切并粘贴上面的代码以便总共运行每个 block 三次，则 my $var 的时间变化显着。循环外(第一种情况):

0.600303                                                                                                                                  
1.7917011                                                                                                                                 
2.6640811                                                                                                                                 

1.67793597                                                                                                                                
1.79197091                                                                                                                                
2.6816156                                                                                                                                 

1.795679                                                                                                                                  
1.81233942                                                                                                                                
2.77486777

Answer 1

短版:在没有任何运行时优化(类型特化、JIT 等)的世界中，时间安排将符合您的期望。这里的时间受到优化器对每个示例的处理程度的影响。

首先，在没有任何运行时优化的情况下运行代码很有趣。在我当前使用的机器上的(相当慢的)VM 中，坚持 MVM_SPESH_DISABLE=1进入环境导致这些时间:

13.92366942
16.235372
14.4329288

这些具有某种直观的意义:

在第一种情况下，我们在 block

的外部范围内声明了一个简单的词法变量。

在第二种情况下，我们必须分配一个额外的 Scalar，然后进行垃圾回收。每次循环分配，这占了额外的时间

在第三种情况下，我们使用 state多变的。一个 state变量存储在闭包的代码对象中，然后在进入时复制到调用框架中。这比分配一个新的 Scalar 便宜。每次，但仍然比根本不必执行该操作多一点工作。

接下来，让我们在启用优化器的情况下运行 3 个程序，每个示例都在其自己的独立程序中。

第一个出现在 0.86298831 ，快 16 倍。去优化器!它内联了循环体。

第二个出现在 1.2288566 ，快 13 倍。也不会太破旧。它再次内联了循环体。 (这种情况在 future 也会变得相当便宜，一旦逃逸分析器足够聪明，可以消除 Scalar 分配。)

第三个出现在 2.0695035 ，快 7 倍。这是比较不起眼的(即使仍然是相当大的改进)，主要原因是它没有内联循环体。为什么？因为它还不知道如何内联使用状态变量的代码。 (如何查看:在环境中使用 MVM_SPESH_INLINE_LOG=1 运行，其中的输出是:Can NOT inline (1) with bytecode size 78 into (3): cannot inline code that declares a state variable。)

简而言之，这里的主要因素是循环体的内联，以及目前不可能的状态变量。

目前尚不清楚为什么优化器在外部声明 $var 的情况下表现更差。当这不是程序中的第一个循环时；这感觉更像是一个错误，而不是“此功能尚未优化”的合理案例。在其轻微的防御中，它仍然能够持续提供很大的改进，即使没有达到预期的那么大!