rust - 优化读取自定义类型的 `Vec`

Question

我正在编写一个协议(protocol)解析库，并希望在读取数据列表时优化它的速度。

库定义了一个读取特征

trait Readable: Sized {
    fn read(reader: &mut impl std::io::Read) -> std::io::Result<Self>;
}

并像这样实现所有原语:

impl Readable for u8 {
    fn read(reader: &mut impl std::io::Read) -> std::io::Result<Self> {
        Ok(reader.read_u8()?)
    }
}
// same for i8, u16, i16 etc

问题出在 Vec实现，定义为

impl <T> Readable for Vec<T>
where T: Readable {
    fn read(reader: &mut impl std::io::Read) -> std::io::Result<Self> {
        let length = u16::read(reader)?;
        let mut items = Vec::with_capacity(length as usize);
        for _ in 0..length {
            items.push(T::read(reader)?);
        }
        Ok(items)
    }
}

在协议(protocol)中读大 Vec<u8> 是很常见的, 所以当前执行读read_u8每一项都不理想。使用 read_exact在我的基准测试中，100 字节的性能几乎提高了 5 倍，而且随着大小的增加，差异只会越来越大。 (读取器在内存中，不做任何IO)

问题是，我如何在阅读 Vec<u8> 时优化这个特性？同时保留能够读取 Vec<T:Readable> 的通用列表的功能？

我目前的解决方案是:

1. 使用specialization每晚，但我宁愿呆在稳定的 channel 上。
2. 添加 const IS_U8 : bool到 Readable特征和调用 read_exact如果T::IS_u8在 Vec 中为真实现，使用 mem::transmutate将其作为 Vec<T> 返回.为这种情况添加一个 const 很烦人，我不确定我能否保证实现的安全性。

稳定使用rust 有解决这个问题的方法吗？

Answer 1

有一种方法可以在稳定的 Rust 中强制进行某种特化。这是编译的东西，虽然它很尴尬。我希望其他人有一个不那么尴尬的方法。但是这个技巧是为非特化类型定义一个单独的特征。例如:

trait XReadable: Sized {
    fn xread(reader: &mut impl std::io::Read) -> std::io::Result<Self>;
}

impl <T: XReadable> Readable for T {
    fn read(reader: &mut impl std::io::Read) -> std::io::Result<Self> {
        Self::xread(reader)
    }
}

现在您可以为类型实现 Readable 或 XReadable，然后将其用作 Readable。现在您有了这种分离，您可以只为 XReadable 定义非特化的 Vec 行为:

impl <T> XReadable for Vec<T>
where T: XReadable {
    fn xread(reader: &mut impl std::io::Read) -> std::io::Result<Self> {
        // ...
    }
}

并使用 Readable 显式定义特殊行为:

impl Readable for Vec<u8> {
    // ...
}