Prestazioni di Cicli e Iteratori
Per determinare se utilizzare cicli o iteratori, è necessario sapere quale
implementazione è più veloce: la versione della funzione cerca con un ciclo
for esplicito o la versione con iteratori.
Abbiamo eseguito un benchmark caricando l’intero contenuto di Le avventure di
Sherlock Holmes di Sir Arthur Conan Doyle in una String e cercando la parola
the nel contenuto. Ecco i risultati del benchmark sulla versione di cerca
che utilizza il ciclo for e sulla versione che utilizza gli iteratori:
test bench_cerca_for ... bench: 19.620.300 ns/iter (+/- 915.700)
test bench_cerca_iter ... bench: 19.234.900 ns/iter (+/- 657.200)
Le due implementazioni hanno prestazioni simili! Non spiegheremo il codice del benchmark qui perché lo scopo non è dimostrare che le due versioni siano equivalenti, ma avere un’idea generale di come queste due implementazioni si confrontino in termini di prestazioni.
Per un benchmark più completo, si consiglia di utilizzare testi di varie
dimensioni come contenuto, parole diverse e parole di lunghezza diversa come
query e tutti i tipi di altre variazioni che ti vengono in mente. Il punto è
questo: gli iteratori, sebbene siano un’astrazione di alto livello, vengono
compilati all’incirca nello stesso codice che si otterrebbe scrivendo il codice
di livello inferiore. Gli iteratori sono una delle astrazioni a costo zero di
Rust. Con questo intendiamo che l’utilizzo dell’astrazione non impone alcun
costo prestazionale aggiuntivo (overhead) in fase di esecuzione. Questo è
analogo a come Bjarne Stroustrup, il progettista e implementatore originale del
C++, definisce zero-overhead nella sua presentazione a ETAPS 2012 “Foundations
of C++”:
In generale, le implementazioni del C++ obbediscono al principio di zero-overhead: ciò che non usi, non paghi. E inoltre: ciò che usi, non potresti scriverlo meglio a mano.
In molti casi, il codice Rust che utilizza gli iteratori viene compilato nello stesso assembly che scriveresti a mano. Ottimizzazioni come lo srotolamento dei cicli e l’eliminazione dei limiti di controllo sull’accesso agli array si applicano e rendono il codice risultante estremamente efficiente. Ora che lo sai, puoi usare iteratori e chiusure senza timore! Fanno sembrare il codice di livello superiore, ma non impongono una penalizzazione alle prestazioni in fase di esecuzione.
Riepilogo
Chiusure e iteratori sono funzionalità di Rust ispirate alle idee dei linguaggi di programmazione funzionale. Contribuiscono alla capacità di Rust di esprimere chiaramente idee di alto livello con prestazioni di basso livello. Le implementazioni di chiusure e iteratori sono tali da non compromettere le prestazioni in fase di esecuzione. Questo fa parte dell’obiettivo di Rust di fornire astrazioni a costo zero.
Ora che abbiamo migliorato l’espressività del nostro progetto I/O, diamo
un’occhiata ad altre funzionalità di cargo che ci aiuteranno a condividere il
progetto con il mondo.