为什么这个简单的Haskell程序这么慢？[重复]

Question

在这个打印从1到10000000的所有数字、Haskell版本和C版本的简单程序中，为什么Haskell版本如此缓慢，以及哪些命令有助于学习如何提高Haskell程序的性能？

下面是一份报告，包含重现我激动人心的事件所需的所有细节，制作报告时会打印出来源，包括Makefile的来源：

$ make -B report
cat Foo.hs
import Data.Foldable
main = traverse_ print [1..10000000]
cat Fooc.c
#include <stdio.h>

int main()
{
    for (int n = 0; n < 10000000; ++n)
    {
        printf("%d\n", n+1);
    }
}
ghc -O3 Foo.hs -o Foo
time ./Foo | tail -n1
3.45user 0.03system 0:03.49elapsed 99%CPU (0avgtext+0avgdata 4092maxresident)k
0inputs+0outputs (0major+290minor)pagefaults 0swaps
10000000
cc -O3    Fooc.c   -o Fooc
time ./Fooc | tail -n1
0.63user 0.02system 0:00.66elapsed 99%CPU (0avgtext+0avgdata 1468maxresident)k
0inputs+0outputs (0major+63minor)pagefaults 0swaps
10000000
cat Makefile
.PHONY: printFoo printFooc printMakefile
printFoo: Foo.hs
    cat $^

printFooc: Fooc.c
    cat $^

printMakefile: Makefile
    cat $^

Fooc: CFLAGS=-O3
Fooc: Fooc.c
Foo: Foo.hs
    ghc -O3 $^ -o $@

.PHONY: timeFoo timeFooc
timeFoo: Foo
    time ./$^ | tail -n1
timeFooc: Fooc
    time ./$^ | tail -n1

.PHONY: report
report: printFoo printFooc timeFoo timeFooc printMakefile

Answer 1

在我的系统中，您的Haskell代码大约需要3.2秒。

注意你的C代码需要...

time ./fooc | tail -n1
ld: warning: directory not found for option '-L/opt/local/lib'
10000000
./fooc  0.92s user 0.03s system 33% cpu 2.863 total
tail -n1  2.85s user 0.01s system 99% cpu 2.865 total

所以一定要注意时间a | b的区别，以及这与时间（a | b）的区别。

哈斯凯尔之所以迟钝，部分原因是（其中一些是假设）

1. 默认情况下，print和底层的putStrLn使用String，这是一个字符链接列表
2. UTF编码
3. RTS差异

对于1，使用文本的压缩变体的性能没有太大不同，可能是因为问题2。

对于2，ByteString变体（打包字节而不是字符）更能代表您的C程序正在做的事情：

-- Using functions from the Relude package
main = traverse_ putBSLn (show <$> [(1::Int)..10000000])

结果在

10000000
./foo  1.55s user 0.08s system 56% cpu 2.904 total

因此，CPU时间更接近于您的C程序，这使我假设这种差异主要是由于Haskell前奏中默认使用的例程中内置的不必要的UTF8处理。

死胡同：

• 我尝试了NoBuffering和largeBlockBuffering，但没有成功
• 构造一个大的bytestring并用一个调用进行打印并没有任何好处（懒惰或严格的bytestring）
• 通过文本而不是字符串打印只得到了最轻微的改进
• 直接呈现到ByteString，而不是将值showed打包成字符串。如果做得好，我想这可能是一场胜利

编辑：我不敢相信我忘记了Builder，这是一种构建字节串的优化方法，在某些情况下，它融合得很好，可以减少分配。Builder是我已经展示过的上面例子的基础，但是直接使用它允许一些手动优化。

{-# LANGUAGE OverloadedStrings #-}
import Data.ByteString.Builder
import System.IO (stdout)
import Data.Foldable

main :: IO ()
main = do
    traverse_ (hPutBuilder stdout . (<>"\n") . intDec) [(1::Int)..10000000]

表演地点：

./foo  1.05s user 0.13s system 38% cpu 3.048 total
tail -n1  3.02s user 0.01s system 99% cpu 3.047 total

实际上，这比之前对hPut的许多单独调用更有效，因为正如hPutBuilder所说：

这个函数比hPut更有效。toLazyByteString，因为在许多情况下不需要进行缓冲区分配。此外，短构建器的多个执行的结果被连接到句柄缓冲区中，因此避免了不必要的缓冲区刷新。

所以我应该补充：4。在这种情况下，Haskell的速度很慢，因为有时计算不会融合，最终会得到多余的分配，这是不免费的。