斯威夫特的字典即使有-ofast也很慢

Question

我正在使用Swift中的dictionary实现实质上是一个缓存。演出远未达到我的预期。我读过一些其他问题，例如关于数组排序的问题，它似乎暗示-ofast是答案（如果您准备接受它带来的更改）。但是，即使在编译-ofast时，性能也比其他语言差。我使用的是Swift 1.0版(Swift-600.0.34.4.8)。

下面是一个简单的例子来说明这个问题：

import Foundation

class Holder {
    var dictionary = Dictionary<Int, Int>()

    func store(#key: Int, value: Int) {
        dictionary[key] = value
    }
}

let holder = Holder()

let items = 5000

for (var i: Int = 0; i < 5000; i++) {
    holder.store(key: i, value: i)
}

使用-o3编译时，运行时间超过两秒：

xcrun swift -sdk $(xcrun --show-sdk-path --sdk macosx) -O3 Test.swift && time ./Test

real    0m2.295s
user    0m2.176s
sys     0m0.117s

xcrun swift -sdk $(xcrun --show-sdk-path --sdk macosx) -Ofast Test.swift && time ./Test

real    0m0.602s
user    0m0.484s
sys     0m0.117s

相比之下，这个Java实现：

import java.util.Map;
import java.util.HashMap;

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Holder holder = new Holder();
        int items = 5000;
        for (int i = 0; i < items; i++) {
            holder.store(i, i);
        }
    }
}

class Holder {
    private final Map<Integer, Integer> map = new HashMap<Integer, Integer>();

    public void store(Integer key, Integer value) {
        map.put(key, value);
    }
}

又快了6倍：

javac Test.java && time java Test

real    0m0.096s
user    0m0.088s
sys     0m0.021s

难道仅仅是复制dictionary并将其存储在holder实例中的成本导致Swift如此糟糕吗？删除holder并直接访问Dictionary将提示它是。

import Foundation

var dictionary = Dictionary<Int, Int>()

let items = 5000

for (var i: Int = 0; i < 5000; i++) {
    dictionary[i] = i
}

$ xcrun swift -sdk $(xcrun --show-sdk-path --sdk macosx) -O3 NoHolder.swift && time ./NoHolder

real    0m0.011s
user    0m0.009s
sys     0m0.002s

$ xcrun swift -sdk $(xcrun --show-sdk-path --sdk macosx) -Ofast NoHolder.swift && time ./NoHolder

real    0m0.011s
user    0m0.007s
sys     0m0.003s

虽然它提供了一个（希望）有趣的数据点，但在我的情况下直接访问字典是不可能的。我还能做些什么来接近Swift目前的表现水平吗？

Answer 1

是贝塔博士。

我认为现在的答案是Swift已经进入测试版，工具也已经进入测试版，还有很多优化工作还没有完成。在Obj-C中复制您的“holder”类示例表明，即使它在相同的-ofast级别上也要快一些。

@import Foundation;

@interface Holder : NSObject

@property NSMutableDictionary *dictionary;
- (void)storeValue:(NSInteger)value forKey:(NSString *)key;

@end

@implementation Holder

- (instancetype)init {
   self = [self initWithDict];
    return self;
}


- (instancetype)initWithDict {
    if (!self) {
        self = [super init];
        _dictionary = [NSMutableDictionary dictionary];
    }

    return self;
}

- (void)storeValue:(NSInteger)value forKey:(NSString *)key {
    [self.dictionary setValue:@(value) forKey:key];
}

@end

int main(int argc, const char * argv[]) {

    Holder *holder = [Holder new];

    for (NSInteger i = 0; i < 5000; i++) {
        [holder storeValue:i forKey:[NSString stringWithFormat:@"%ld", i]];
    }

}

Obj-C很快就出了门。

time ./loop 

    real    0m0.013s
    user    0m0.006s
    sys     0m0.003s

OS-X-Dos-Equis:~ joshwisenbaker$ wc -l objc.txt 
     159 objc.txt
OS-X-Dos-Equis:~ joshwisenbaker$ wc -l oFast.txt 
    3749 oFast.txt

因此，另一个有趣的变化是在类定义上使用了@final修饰。如果您知道您的类永远不会被子类化，那么请尝试添加以下关键字:@final class holder

正如您所看到的，它还以同样的方式使编译时的性能正常化。

OS-X-Dos-Equis:~ joshwisenbaker$ swift -sdk $(xcrun --show-sdk-path --sdk macosx) -Ofast bench.swift && time ./bench

real    0m0.013s
user    0m0.007s
sys     0m0.003s

即使只使用-O3@final也能发挥神奇的作用。

OS-X-Dos-Equis:~ joshwisenbaker$ swift -sdk $(xcrun --show-sdk-path --sdk macosx) -O3  bench.swift && time ./bench

real    0m0.015s
user    0m0.009s
sys 0m0.003s