Код JavaScript, занимающий 50 секунд, перекодируется в Rust и преобразуется в WebAssembly, внедряемый обратно в JavaScript для выполнения за 7 секунд.
Я думал, что никогда не свяжу JavaScript с Assembly. Я подумал, конечно. Поскольку, на мой взгляд, JavaScript — это язык сценариев, в наши дни он работает довольно быстро, но я не использовал его для более серьезных вещей, чем веб-разработка. Недавно, изучая некоторые проблемы с поиском путей, я столкнулся с ситуацией, когда часть кода JavaScript могла выполняться в течение 50 секунд, чтобы найти решение. Построение задачи довольно сложное и ориентировано на алгоритмы, но я поделюсь базовой структурой кода в следующих строках:
const buildMaze = (data) => {
...
return { maze, startPos, numKeys }
}
const findMazeKeys = (maze, srcPos, keysTaken) => {
...
return dests
}
const findMazeSteps = (maze, startPos, numKeys) => {
const minMazeSteps = (srcPos, keysTaken) => {
...
return memo[memoKey]
}
let memo = {}, usage = 0, actual = 0
return minMazeSteps(startPos, [])
}
function World(data) {
const { maze, startPos, numKeys } = buildMaze(data)
return findMazeSteps(maze, startPos, numKeys)
}
В приведенном выше коде я опустил все детали, выделив имена функций. Одна из функций minMazeSteps используется рекурсивно внутри замыкания другой функции. Время выполнения в основном тратится на функцию findMazeKeys, которая является обычной функцией, основанной на итерациях.
Используемый язык низкого уровня, Rust
Из-за отсутствия лучших слов для описания моего обоснования я сначала хочу посмотреть, может ли язык более низкого уровня, такой как C++, в этом случае я выбрал Rust так как в последнее время он получил много шума. Должен признаться, что у меня не так много опыта в этом. И мне действительно потребовалось некоторое время, чтобы перевести этот код. Скажем так, я переписал его вместо того, чтобы портировать, так как я действительно не знаю, как портировать JavaScript на Rust.
use std::collections::HashMap;
#[derive(Debug,Hash,PartialEq,Eq,Copy,Clone)]
struct Pos(i8, i8);
type CharMat = Vec<Vec<char>>;
type MemoHash = HashMap<String, usize>;
struct Maze {
mat: CharMat,
origin: Pos,
keys_len: usize,
memo: MemoHash,
usage: usize,
actual: usize
}
impl Maze {
fn new(strs: &str) -> Maze {
...
Maze {
mat,
origin,
keys_len,
memo: HashMap::new(),
usage: 0,
actual: 0
}
}
fn locate_keys(
&self, p: &Pos, keys: &Vec<char>
) -> Vec<(char, Pos, usize)> {
...
dest
}
fn min_steps(
&mut self, p: &Pos, keys: &Vec<char>
) -> usize {
...
steps
}
fn solve(&mut self) -> usize {
let o = self.origin.clone();
self.min_steps(&o, &vec![]);
}
}
Версия Rust относительно более структурирована в том смысле, что она имеет четко определенные типы, такие как Maze . Все функции являются простыми классоподобными методами, реализованными вокруг структуры Maze. Здесь нет замыкания, поскольку я не могу успешно реализовать его так, как его использует JavaScript. В итоге я сделал вывод, что замыкания в обоих языках просто разные, поэтому отказался от порта.
Если вы до сих пор следили за этой статьей, я расскажу вам о первом открытии. Удивительно, но код Rust занимает 5 секунд вместо 50 секунд для версии JavaScript, поэтому разница примерно в одну величину. Версия на Rust для меня намного сложнее в написании.
Ускорьте язык высокого уровня, JavaScript
Хотя я шокирован результатом, я также очень рад узнать, есть ли какая-то область, в которой я могу улучшить свой JavaScript, чтобы повысить его производительность. На самом деле я очень взволнован, потому что я думал, что нашел золотое яйцо, которое поможет мне улучшить свои навыки JavaScript.
Я пошел в нескольких направлениях: a) Закрытие b) Рекурсия c) Распределение векторов. Хотите верьте, хотите нет, но я несколько раз переписывал версию JavaScript, чтобы исключить замыкание, рекурсию и чрезмерное распределение векторов. Я определенно могу попробовать еще что-то, но чем больше я пробовал, тем больше я обнаруживал, что исходный код, который я написал, находится в довольно хорошей форме с точки зрения производительности. Я мог бы улучшить его с 50 секунд до 40 секунд после вышеупомянутой оптимизации, но это все. Я вообще не могу поместить это в категорию 30 секунд!
Короче говоря, движок NodeJS действительно быстрый. Если величина цикла меньше 100,000 , ваш способ написания кода не имеет большого значения. Оптимизация движка должна вам помочь. Определенно есть заметная разница, когда масштаб операции выходит за пределы 100,000 . Я очень доволен скоростью, хотя я намеревался посмотреть, смогу ли я заставить ее работать быстрее. Это также объясняет, почему я не вижу медленного JavaScript в наши дни, потому что он не такой медленный. Учитывая скорость, с которой я могу сформулировать и закодировать алгоритм, JavaScript определенно не относится к категории медленных. Я убедился в этом после этого упражнения.
Встречайте разрыв между 50-ми и 5-ми годами, WebAssembly
Я немного одержим своим собственным Maze. Чтобы продолжить поиск пробела, я пошел в другом направлении, кроме оправдания того, почему версия Rust работает быстро. Если сборка будет быстрее, то пойду со сборкой. Итак, я взял несколько книг и нашел что-то под названием WebAssembly, которое позволяет вставлять ассемблерный код в JavaScript. И оказывается, что Rust поддерживает цель сборки wasm32. Я следовал онлайн-руководству и скопировал версию Rust. Затем вызовите импортированный метод в файле JavaScript index.js:
import * as wasm from "world-interpretation" console.log(wasm.run())
Wola, версия JavaScript теперь выполняется за 7 секунд. Хотя это и не 5 секунд, как в случае с чистым Rust, но близко. Более того, импортированная ассемблерная функция оказывается такой же простой, как и базовая функция, за исключением того, что все дочерние функции имеют имена вроде wasm-function[2] (min_steps). В нашем случае эта функция сильно рекурсивна, как вы можете видеть на вкладке производительности, и тратится 1,6 секунды. Самая дорогая функция, wasm-function[48] (locate_keys), теперь занимает 2,3 секунды по сравнению с 16 секундами в исходной версии JavaScript.
Краткое содержание
Код JavaScript, который занимает около 50 секунд, перекодируется в Rust и преобразуется в WebAssembly, внедряемый обратно в JavaScript. Окончательная версия, работающая в браузере, занимает 7 секунд, что дает разницу в одну величину в этом тяжелом упражнении.
Больше контента на plainenglish.io. Подпишитесь на нашу бесплатную еженедельную рассылку новостей. Получите эксклюзивный доступ к возможностям написания и советам в нашем сообществе Discord.
