性能优化

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基准测试

在 Rust 中，有两种方式可以实现：

官方提供的benchmark
社区实现，例如criterion.rs

官方提供的测试工具只能在非 stable 下使用，首先切换 Rust 版本

安装nightly，rustup install nightly
切换到ngihtly，rustup override set nightly

然后在代码中编写benchmark代码

#![feature(test)]

extern crate test;

fn sum(mut count: i32) {
  let mut num = 0;
  while count > 0 {
    num += count;
    count -= 1;
  }
  println!("{num}");
}

#[bench]
fn bench_test(b: &mut Bencher) {
  b.iter(|| sum(10000));
}

标有#[bench]的函数，iter接收没有参数的闭包用于使基准测试重复运行。在进行测试后会显示以 ns 为单位的执行每次迭代花费的时间

标准版的benchmark最有名的是criterion.rs，有以下特点：

统计分析，跟上一次的结果进行对比
图表

首先在Cargo.toml添加以下内容：

[dev-dependencies]
criterion = "0.5"

[[bench]]
name = "fibonacci"
harness = false

其中[[bench]]中的name和benches/目录下的文件名匹配，harness表示不使用内置的基准测试工具，随后就可以在benches/fibonacci.rs中编写测试代码了

use criterion::{black_box, criterion_group, criterion_main, Criterion};

pub fn slow_fibonacci(nth: usize) -> u64 {
  if nth <= 1 {
    return nth as u64;
  } else {
    return slow_fibonacci(nth - 1) + slow_fibonacci(nth - 2);
  }
}

pub fn fast_fibonacci(nth: usize) -> u64 {
  let mut a = 0;
  let mut b = 1;
  let mut c = 0;
  for _ in 1..nth {
    c = a + b;
    a = b;
    b = c;
  }
  c
}

fn fibonacci_benchmark(c: &mut Criterion) {
  c.bench_function("fib 20", |b: &mut criterion::Bencher| {
    b.iter(|| slow_fibonacci(black_box(20)))
  });
}

criterion_group!(benches, fibonacci_benchmark);
criterion_main!(benches);

bench_function函数是用于在给定的名称的闭包中运行基准代码，随后就可以使用cargo bench运行了

测量

如果想要测量执行时间

use std::time::Instant;

let start = Instant::now();
func_to_test();
let duration = start.elapsed();

构建优化

使用--release标识构建，并在 Cargo.toml 中加入以下项：

[profile.release]
lto = true # 链接时间优化(LTO)是一种整体程序优化技术，可以将运行时性能提高 10-20% 甚至更多
codegen-units = 1 #  crate 分割成多个 codegen units，以实现并行化（从而加快）编译。然而，这可能会导致它错过一些潜在的优化。如果你想以更大的编译时间为代价来潜在地提高运行时性能，可以将单元数设置为一个
panic = "abort" # 如果不需要捕捉或解除恐慌，可以告诉编译器在恐慌时简单地中止。这可能会减少二进制大小，并略微提高性能
strip = true # 自动从二进制中剥离符号
opt-level = "s" # 优化二进制大小，可以有多个选项，在平衡中决定是否激进