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Scala循环性能问题,为了性能,你愿意牺牲代码的可维护性么?

最近我在学习我们产品的循性能牺牲性代码,看到了类似以下的环性一段代码:

x.set(1)  x.set(2)  x.set(3) x.set(4) x.set(5) 

我当时很是疑惑,为什么不用循环呢?愿意于是就报了一个Issue,心想这样写可能有它的代码道理,但是维护需要澄清一下。

另一个问题,循性能牺牲性就是环性我发现代码里对循环的使用,各有不同的愿意方式,有人写array.foreach(f=>_),代码有人用使用index的for loop,个人觉得使用foreach的维护代码比较简洁,于是循性能牺牲性我也报了Issue,看看是环性不是应该使用简洁的方式来写循环。举例:

for loop

var index = 0 var arr = Array[String] var length = arr.length  for ( index <- 0 to length ) {      do() } 

for each

var index = 0 var arr = Array[String] var length = arr.length  for ( index <- 0 to length ) {      do() } 

明显foreach的愿意版本要省不少代码。

后来和我们的代码工程师沟通了一下,原来我们是维护为了性能优化了代码,因为for loop比foreach的网站模板性能好,所以我们采用稍微繁琐的for loop。至于某些代码中的foreach是因为遗留的还没有来得及改动。

Scala的循环就行性能如何呢?我还是测试一下再说吧。

先看看不同的循环用法,我这里测试了四种,分别是 while loop,for loop,使用range的foreach, 和使用函数的foreach。

测试代码如下:

package profiling object Loop {    def whileLoop(arr:Array[Int]): Unit = {      var idx = 0     var n = arr.length     val tStart = System.currentTimeMillis()     while (idx < n) {        arr(idx) = 1       idx += 1     }     val tEnd = System.currentTimeMillis()     println("while loop took " + (tEnd - tStart) + "ms")   }   def forLoop(arr:Array[Int]): Unit = {      var idx = 0     var n = arr.length     val tStart = System.currentTimeMillis()     for(idx <- 0 until n) {        arr(idx) = 1     }     val tEnd = System.currentTimeMillis()     println("for loop took " + (tEnd - tStart) + "ms")   }   def foreachLoop(arr:Array[Int]): Unit = {      var n = arr.length     val tStart = System.currentTimeMillis()     (0 until n).foreach{ idx => arr(idx) = 1}     val tEnd = System.currentTimeMillis()     println("foreach range took " + (tEnd - tStart) + "ms")   }   def foreachFuncLoop(arr:Array[Int]): Unit = {      val tStart = System.currentTimeMillis()     arr.foreach{  idx => arr(idx) = 1}     val tEnd = System.currentTimeMillis()     println("foreach function took " + (tEnd - tStart) + "ms")   }   def profileRun(n: Int) {      val arr = new Array[Int](n)     whileLoop(arr)     foreachLoop(arr)     forLoop(arr)     foreachFuncLoop(arr)   }   def main(args:Array[String]) {      profileRun(args(0).toInt)   } } 

我的环境是scala 2.13.1 , 调用500000000次的结果是:

Bash 代码

while loop took 344ms foreach range took 484ms for loop took 422ms foreach function took 719ms 

可以看出,while loop是最快的,一般形式的foreach最慢,差不多是while loop的一倍。香港云服务器但是如果使用range的话,foreach循环也不算太慢。

那么为什么foreach会慢呢? 主要是foreach的函数调用带来了额外的开销。我们上面看到的数据其实是编译器已经优化后的数字,如果我们把java的hotspot编译选项关闭,(-Xint)再看看性能。

while loop took 8548ms foreach range took 39392ms for loop took 40799ms foreach function took 103489ms 

如果关闭JIT,foreach的性能要远远差于其他几个选项。

对于循环的性能,我们可以得出这样的结论:

在正常打开JIT的情况下,foreach的性能大概比其他几个选项慢一倍,其他几个选项性能接近 在关闭JIT优化的情况下。foreach的性能要远低于其他选项 (生产环境一般不考虑)

那么对于开头讲的不用循环,直接重复代码呢?我们也测试了一下:

package profiling object Loop2Repeat {    def whileLoop(): Unit = {      var idx = 0     var n = 5     var x = 0     while (idx < n) {        x = idx       idx += 1     }   }   def repeatLoop(): Unit = {      var x = 0     x = 1     x = 2     x = 3     x = 4     x = 5   }   def test( f:()=>Unit, num: Int, name: String): Unit = {      val tStart = System.currentTimeMillis()     ( 0 until num).foreach{  _ => f}     val tEnd = System.currentTimeMillis()     println(name + " took " + (tEnd - tStart) + "ms")   }   def main(args:Array[String]) {      test(whileLoop, 50000000, "whileLoop")     test(repeatLoop, 50000000, "repeatLoop")   } } 

经过50000000次循环,数据如下:

whileLoop took 281ms repeatLoop took 47ms 

确实,因为循环控制的亿华云逻辑带来的额外开销,比简单的重复代码性能下降了不少。

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