Java 诊断性能问题

我对生锈不是很有经验，我正在尝试诊断性能问题。下面是一个非常快速的Java代码（运行时间为7秒），我认为应该是等效的Rust代码。但是，Rust代码运行非常慢（是的，我也用

--release

编译了它），而且它似乎也溢出了。将

i32

更改为

i64

只会在稍后推动溢出，但它仍然会发生。我怀疑我写的东西中有一些bug，但在长时间关注这个问题之后，我决定寻求帮助

公共类废话{
静态最终整数N=100；
静态最终int K=50；
公共静态void main（字符串[]args）{
//初始化S
int[]S=新的int[N]；
对于（int n=1；n诊断一般性能问题，I:

获取一个基准时间或速率。最好创建一个只需要几秒钟的测试用例，因为分析器往往会使系统慢一点。您还需要经常迭代
使用调试符号在发布模式下编译
在分析器中运行代码。我在OSX上，所以我的主要选择是仪器，但我也使用valgrind
找到最热门的代码路径，思考它为什么慢，尝试一些东西，测量
最后一步是困难的部分


在您的例子中，您有一个单独的实现，可以用作基线。比较这两个实现，我们可以看到您的数据结构不同。在Java中，您正在构建嵌套数组，但在Rust中，您使用的是ndarray板条箱。我知道板条箱有一个很好的维护人员，但我个人对此一无所知关于它的内部，或者它最适合什么用例

因此，我使用标准库
Vec
重写了它

我知道的另一件事是，直接数组访问不如使用迭代器快。这是因为数组访问需要执行边界检查，而迭代器将边界检查烘焙到自身中。很多时候这意味着使用
迭代器上的方法

另一个变化是在可能的情况下执行批量数据传输。不要逐个元素复制，而是使用
copy\u from\u slice
等方法移动整个切片

通过这些更改，代码如下所示（为糟糕的变量名道歉，我相信您可以为它们找到语义名称）：

这将生成用于展开循环以及使用SIMD指令的程序集：

+0x9b0    movdqu    -48(%rsi), %xmm0
+0x9b5    movdqu    -48(%rcx), %xmm1
+0x9ba    paddd     %xmm0, %xmm1
+0x9be    movdqu    %xmm1, -48(%rsi)
+0x9c3    movdqu    -32(%rsi), %xmm0
+0x9c8    movdqu    -32(%rcx), %xmm1
+0x9cd    paddd     %xmm0, %xmm1
+0x9d1    movdqu    %xmm1, -32(%rsi)
+0x9d6    movdqu    -16(%rsi), %xmm0
+0x9db    movdqu    -16(%rcx), %xmm1
+0x9e0    paddd     %xmm0, %xmm1
+0x9e4    movdqu    %xmm1, -16(%rsi)
+0x9e9    movdqu    (%rsi), %xmm0
+0x9ed    movdqu    (%rcx), %xmm1
+0x9f1    paddd     %xmm0, %xmm1
+0x9f5    movdqu    %xmm1, (%rsi)
+0x9f9    addq      $64, %rcx
+0x9fd    addq      $64, %rsi
+0xa01    addq      $-16, %rdx
+0xa05    jne       "slow::main+0x9b0"

1)你确定这大约需要7秒钟吗？在我的机器上，这只需要2秒钟。2）这里没有溢出的机会。你正在从2D数组y向2D数组x赋值，2D数组y充满了0，并且永远不会更新为任何其他值。因此，2D数组x也只有0。你到底想在这里做什么？我不知道I don’我看不到溢出。@MostafaAli 1）我能告诉你什么，我有一台旧电脑。7秒的时间是Java程序，Rust程序需要几分钟才能完成。2）关于溢出。最后的答案是~10^8，它小于2^31-1=2147483647。最后，你对零的看法是错误的。x和y不都是零。对不起，我错过了在计算和的代码的底部，使用了一些不同的逻辑。结果表明，在这种情况下，使用显式数组索引实际上更快；有关原因的讨论，请参阅。
let xx = &mut current_x[e..e3];
xx.copy_from_slice(&prev_y[0..e2]);

let yy = &current_y[e..e3];
for i in 0..(e3-e) {
    xx[i] += yy[i];
}

+0x9b0    movdqu    -48(%rsi), %xmm0
+0x9b5    movdqu    -48(%rcx), %xmm1
+0x9ba    paddd     %xmm0, %xmm1
+0x9be    movdqu    %xmm1, -48(%rsi)
+0x9c3    movdqu    -32(%rsi), %xmm0
+0x9c8    movdqu    -32(%rcx), %xmm1
+0x9cd    paddd     %xmm0, %xmm1
+0x9d1    movdqu    %xmm1, -32(%rsi)
+0x9d6    movdqu    -16(%rsi), %xmm0
+0x9db    movdqu    -16(%rcx), %xmm1
+0x9e0    paddd     %xmm0, %xmm1
+0x9e4    movdqu    %xmm1, -16(%rsi)
+0x9e9    movdqu    (%rsi), %xmm0
+0x9ed    movdqu    (%rcx), %xmm1
+0x9f1    paddd     %xmm0, %xmm1
+0x9f5    movdqu    %xmm1, (%rsi)
+0x9f9    addq      $64, %rcx
+0x9fd    addq      $64, %rsi
+0xa01    addq      $-16, %rdx
+0xa05    jne       "slow::main+0x9b0"