Haskell Thrift库在性能测试中比C ++慢300倍
我正在构建一个包含两个组件的应用程序 - 用Haskell编写的服务器，以及用Qt（C ++）编写的客户端。 我正在使用节俭来沟通它们，我想知道它为什么这么慢。
我做了性能测试，这是我机器上的结果
结果
C++ server and C++ client:
Sending 100 pings - 13.37 ms
Transfering 1000000 size vector - 433.58 ms
Recieved: 3906.25 kB
Transfering 100000 items from server - 1090.19 ms
Transfering 100000 items to server - 631.98 ms
Haskell server and C++ client:
Sending 100 pings 3959.97 ms
Transfering 1000000 size vector - 12481.40 ms
Recieved: 3906.25 kB
Transfering 100000 items from server - 26066.80 ms
Transfering 100000 items to server - 1805.44 ms
为什么Haskell在这个测试中很慢？ 我怎样才能改善它的表现？
这里是文件：
档
performance.thrift
namespace hs test
namespace cpp test
struct Item {
1: optional string name
2: optional list<i32> coordinates
}
struct ItemPack {
1: optional list<Item> items
2: optional map<i32, Item> mappers
}
service ItemStore {
void ping()
ItemPack getItems(1:string name, 2: i32 count)
bool setItems(1: ItemPack items)
list<i32> getVector(1: i32 count)
}
Main.hs
{-# LANGUAGE ScopedTypeVariables #-}
module Main where
import Data.Int
import Data.Maybe (fromJust)
import qualified Data.Vector as Vector
import qualified Data.HashMap.Strict as HashMap
import Network
-- Thrift libraries
import Thrift.Server
-- Generated Thrift modules
import Performance_Types
import ItemStore_Iface
import ItemStore
i32toi :: Int32 -> Int
i32toi = fromIntegral
itoi32 :: Int -> Int32
itoi32 = fromIntegral
port :: PortNumber
port = 9090
data ItemHandler = ItemHandler
instance ItemStore_Iface ItemHandler where
ping _ = return () --putStrLn "ping"
getItems _ mtname mtsize = do
let size = i32toi $ fromJust mtsize
item i = Item mtname (Just $ Vector.fromList $ map itoi32 [i..100])
items = map item [0..(size-1)]
itemsv = Vector.fromList items
mappers = zip (map itoi32 [0..(size-1)]) items
mappersh = HashMap.fromList mappers
itemPack = ItemPack (Just itemsv) (Just mappersh)
putStrLn "getItems"
return itemPack
setItems _ _ = do putStrLn "setItems"
return True
getVector _ mtsize = do putStrLn "getVector"
let size = i32toi $ fromJust mtsize
return $ Vector.generate size itoi32
main :: IO ()
main = do
_ <- runBasicServer ItemHandler process port
putStrLn "Server stopped"
ItemStore_client.cpp
#include <iostream>
#include <chrono>
#include "gen-cpp/ItemStore.h"
#include <transport/TSocket.h>
#include <transport/TBufferTransports.h>
#include <protocol/TBinaryProtocol.h>
using namespace apache::thrift;
using namespace apache::thrift::protocol;
using namespace apache::thrift::transport;
using namespace test;
using namespace std;
#define TIME_INIT std::chrono::_V2::steady_clock::time_point start, stop;
std::chrono::duration<long long int, std::ratio<1ll, 1000000000ll> > duration;
#define TIME_START start = std::chrono::steady_clock::now();
#define TIME_END duration = std::chrono::steady_clock::now() - start;
std::cout << chrono::duration <double, std::milli> (duration).count() << " ms" << std::endl;
int main(int argc, char **argv) {
boost::shared_ptr<TSocket> socket(new TSocket("localhost", 9090));
boost::shared_ptr<TTransport> transport(new TBufferedTransport(socket));
boost::shared_ptr<TProtocol> protocol(new TBinaryProtocol(transport));
ItemStoreClient server(protocol);
transport->open();
TIME_INIT
long pings = 100;
cout << "Sending " << pings << " pings" << endl;
TIME_START
for(auto i = 0 ; i< pings ; ++i)
server.ping();
TIME_END
long vectorSize = 1000000;
cout << "Transfering " << vectorSize << " size vector" << endl;
std::vector<int> v;
TIME_START
server.getVector(v, vectorSize);
TIME_END
cout << "Recieved: " << v.size()*sizeof(int) / 1024.0 << " kB" << endl;
long itemsSize = 100000;
cout << "Transfering " << itemsSize << " items from server" << endl;
ItemPack items;
TIME_START
server.getItems(items, "test", itemsSize);
TIME_END
cout << "Transfering " << itemsSize << " items to server" << endl;
TIME_START
server.setItems(items);
TIME_END
transport->close();
return 0;
}
ItemStore_server.cpp
#include "gen-cpp/ItemStore.h"
#include <thrift/protocol/TBinaryProtocol.h>
#include <thrift/server/TSimpleServer.h>
#include <thrift/transport/TServerSocket.h>
#include <thrift/transport/TBufferTransports.h>
#include <map>
#include <vector>
using namespace ::apache::thrift;
using namespace ::apache::thrift::protocol;
using namespace ::apache::thrift::transport;
using namespace ::apache::thrift::server;
using namespace test;
using boost::shared_ptr;
class ItemStoreHandler : virtual public ItemStoreIf {
public:
ItemStoreHandler() {
}
void ping() {
// printf("pingn");
}
void getItems(ItemPack& _return, const std::string& name, const int32_t count) {
std::vector <Item> items;
std::map<int, Item> mappers;
for(auto i = 0 ; i < count ; ++i){
std::vector<int> coordinates;
for(auto c = i ; c< 100 ; ++c)
coordinates.push_back(c);
Item item;
item.__set_name(name);
item.__set_coordinates(coordinates);
items.push_back(item);
mappers[i] = item;
}
_return.__set_items(items);
_return.__set_mappers(mappers);
printf("getItemsn");
}
bool setItems(const ItemPack& items) {
printf("setItemsn");
return true;
}
void getVector(std::vector<int32_t> & _return, const int32_t count) {
for(auto i = 0 ; i < count ; ++i)
_return.push_back(i);
printf("getVectorn");
}
};
int main(int argc, char **argv) {
int port = 9090;
shared_ptr<ItemStoreHandler> handler(new ItemStoreHandler());
shared_ptr<TProcessor> processor(new ItemStoreProcessor(handler));
shared_ptr<TServerTransport> serverTransport(new TServerSocket(port));
shared_ptr<TTransportFactory> transportFactory(new TBufferedTransportFactory());
shared_ptr<TProtocolFactory> protocolFactory(new TBinaryProtocolFactory());
TSimpleServer server(processor, serverTransport, transportFactory, protocolFactory);
server.serve();
return 0;
}
Makefile文件
GEN_SRC := gen-cpp/ItemStore.cpp gen-cpp/performance_constants.cpp gen-cpp/performance_types.cpp
GEN_OBJ := $(patsubst %.cpp,%.o, $(GEN_SRC))
THRIFT_DIR := /usr/local/include/thrift
BOOST_DIR := /usr/local/include
INC := -I$(THRIFT_DIR) -I$(BOOST_DIR)
.PHONY: all clean
all: ItemStore_server ItemStore_client
%.o: %.cpp
$(CXX) --std=c++11 -Wall -DHAVE_INTTYPES_H -DHAVE_NETINET_IN_H $(INC) -c $< -o $@
ItemStore_server: ItemStore_server.o $(GEN_OBJ)
$(CXX) $^ -o $@ -L/usr/local/lib -lthrift -DHAVE_INTTYPES_H -DHAVE_NETINET_IN_H
ItemStore_client: ItemStore_client.o $(GEN_OBJ)
$(CXX) $^ -o $@ -L/usr/local/lib -lthrift -DHAVE_INTTYPES_H -DHAVE_NETINET_IN_H
clean:
$(RM) *.o ItemStore_server ItemStore_client
编译并运行
我生成文件（使用thrift 0.9在这里可用）与：
$ thrift --gen cpp performance.thrift
$ thrift --gen hs performance.thrift
编译
$ make
$ ghc Main.hs gen-hs/ItemStore_Client.hs gen-hs/ItemStore.hs gen-hs/ItemStore_Iface.hs gen-hs/Performance_Consts.hs gen-hs/Performance_Types.hs -Wall -O2
运行Haskell测试：
$ ./Main&
$ ./ItemStore_client
运行C ++测试：
$ ./ItemStore_server&
$ ./ItemStore_client
请记住在每次测试后杀死服务器
更新
编辑的getVector方法使用Vector.generate而不是Vector.fromList ，但仍然没有效果
更新2
由于@MdxBhmt的建议，我测试了getItems函数，如下所示：
getItems _ mtname mtsize = do let size = i32toi $! fromJust mtsize
item i = Item mtname (Just $! Vector.enumFromN (i::Int32) (100- (fromIntegral i)))
itemsv = Vector.map item $ Vector.enumFromN 0 (size-1)
itemPack = ItemPack (Just itemsv) Nothing
putStrLn "getItems"
return itemPack
这是严格的，已经改进了矢量代与基于我原始实现的替代方案：
getItems _ mtname mtsize = do let size = i32toi $ fromJust mtsize
item i = Item mtname (Just $ Vector.fromList $ map itoi32 [i..100])
items = map item [0..(size-1)]
itemsv = Vector.fromList items
itemPack = ItemPack (Just itemsv) Nothing
putStrLn "getItems"
return itemPack
请注意，没有发送HashMap。 第一个版本给出时间12338.2毫秒，第二个版本是11698.7毫秒，没有加速:(
更新3
我向Thrift Jira报告了一个问题
由abhinav更新4
这完全不科学，但使用GHC 7.8.3与Thrift 0.9.2和@MdxBhmt的getItems版本，差异显着减小。
C++ server and C++ client:
Sending 100 pings: 8.56 ms
Transferring 1000000 size vector: 137.97 ms
Recieved: 3906.25 kB
Transferring 100000 items from server: 467.78 ms
Transferring 100000 items to server: 207.59 ms
Haskell server and C++ client:
Sending 100 pings: 24.95 ms
Recieved: 3906.25 kB
Transferring 1000000 size vector: 378.60 ms
Transferring 100000 items from server: 233.74 ms
Transferring 100000 items to server: 913.07 ms
执行多次执行，每次都重新启动服务器。 结果是可重现的。
请注意，原始问题的源代码（使用@ MdxBhmt的getItems实现）不会按原样编译。 必须做出以下更改：
getItems _ mtname mtsize = do let size = i32toi $! fromJust mtsize
item i = Item mtname (Just $! Vector.enumFromN (i::Int32) (100- (fromIntegral i)))
itemsv = Vector.map item $ Vector.enumFromN 0 (size-1)
itemPack = ItemPack (Just itemsv) Nothing
putStrLn "getItems"
return itemPack
getVector _ mtsize = do putStrLn "getVector"
let size = i32toi $ fromJust mtsize
return $ Vector.generate size itoi32
大家都在指出，罪魁祸首就是节俭图书馆，但我会专注于你的代码（并且我可以帮助你获得一些速度）
使用代码的简化版本，计算itemsv ：
testfunc mtsize = itemsv
where size = i32toi $ fromJust mtsize
item i = Item (Just $ Vector.fromList $ map itoi32 [i..100])
items = map item [0..(size-1)]
itemsv = Vector.fromList items
首先，您在item i中创建了许多中间数据。 由于懒惰，那些小而快的计算向量会变成延迟的数据，当我们马上拥有它们时。
有2仔细放置$! ，这代表严格的评估：
item i = Item (Just $! Vector.fromList $! map itoi32 [i..100])
运行时会减少25％（对于1e5和1e6）。
但是这里有一个更有问题的模式：您生成一个列表将其转换为矢量，而不是直接构建矢量。
看看最后2行，你创建一个列表 - >映射一个函数 - >变换成一个向量。
那么，载体与列表非常相似，你可以做类似的事情！ 所以你必须在它上面生成一个vector - > vector.map并完成。 不再需要将列表转换为矢量，并且在矢量上映射通常比列表快！
所以你可以摆脱items并重写下列itemsv ：
itemsv = Vector.map item $ Vector.enumFromN 0 (size-1)
对item i重新应用相同的逻辑，我们消除所有列表。
testfunc3 mtsize = itemsv
where
size = i32toi $! fromJust mtsize
item i = Item (Just $! Vector.enumFromN (i::Int32) (100- (fromIntegral i)))
itemsv = Vector.map item $ Vector.enumFromN 0 (size-1)
这比初始运行时减少了50％。
你应该看看Haskell分析方法来找出你的程序使用/分配的资源和位置。
关于真实世界Haskell分析的章节是一个很好的起点。
这与user13251所说的相当一致：节点的haskell实现意味着大量小读取。
EG：在Thirft.Protocol.Binary
readI32 p = do
bs <- tReadAll (getTransport p) 4
return $ Data.Binary.decode bs
让我们忽略其他奇怪的部分，现在只关注它。 这就是说：“读取32位int：从传输中读取4个字节，然后解码这个懒惰的字节串。”
传输方法使用lazy bytestring hGet读取正好4个字节。 hGet将执行以下操作：分配一个4字节的缓冲区，然后使用hGetBuf填充此缓冲区。 hGetBuf可能使用内部缓冲区，取决于Handle初始化的方式。
所以可能会有一些缓冲。 即使如此，这意味着Thrift for haskell将为每个整数单独执行读取/解码周期。 每次分配一个小内存缓冲区。 哎哟!
如果没有修改Thrift库来执行更大的字节串读取，我真的没有办法解决这个问题。
然后在节俭实现中还有其他一些古怪的事情：使用方法结构的类。 虽然它们看起来很相似，并且可以像方法结构一样行事，有时甚至可以作为一种方法的结构来实现：它们不应该这样对待。 参见“存在型Typeclass”反模式：
测试实施的一个奇怪部分：
尽管如此，我怀疑，这不是性能问题的主要来源。
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