javascript - 为什么 asm.js 会降低性能？

Question

为了了解它的性能，我手动编写了一个非常短的 asm.js 模块，它使用 32 位整数数学和类型化数组 (Int32Array) 模拟 2D 波动方程。我有它的三个版本，都尽可能相似:

1. 普通(即清晰，尽管是 C 风格)JavaScript
2. 与 1 相同，根据 Firefox 和其他工具，添加了 asm.js 注释以使其通过验证器
3. 与 2 相同，除了没有“使用 asm”；顶部指令

我在 http://jsfiddle.net/jtiscione/xj0x0qk3/ 留下了演示这使您可以在模块之间切换以查看使用每个模块的效果。这三个都可以工作，但速度不同。这是热点(带有 asm.js 注释):

for (i = 0; ~~i < ~~h; i = (1 + i)|0) {
    for (j = 0; ~~j < ~~w; j = (1 + j)|0) {
        if (~~i == 0) {
            index = (1 + index) | 0;
            continue;
        }
        if (~~(i + 1) == ~~h) {
            index = (1 + index) | 0;
            continue;
        }
        if (~~j == 0) {
            index = (1 + index) | 0;
            continue;
        }
        if (~~(j + 1) == ~~w) {
            index = (1 + index) | 0;
            continue;
        }
        uCen = signedHeap  [((u0_offset + index) << 2) >> 2] | 0;
        uNorth = signedHeap[((u0_offset + index - w) << 2) >> 2] | 0;
        uSouth = signedHeap[((u0_offset + index + w) << 2) >> 2] | 0;
        uWest = signedHeap [((u0_offset + index - 1) << 2) >> 2] | 0;
        uEast = signedHeap [((u0_offset + index + 1) << 2) >> 2] | 0;
        uxx = (((uWest + uEast) >> 1) - uCen) | 0;
        uyy = (((uNorth + uSouth) >> 1) - uCen) | 0;
        vel = signedHeap[((vel_offset + index) << 2) >> 2] | 0;
        vel = vel + (uxx >> 1) | 0;
        vel = applyCap(vel) | 0;
        vel = vel + (uyy >> 1) | 0;
        vel = applyCap(vel) | 0;
        force = signedHeap[((force_offset + index) << 2) >> 2] | 0;
        signedHeap[((u1_offset + index) << 2) >> 2] = applyCap(((applyCap((uCen + vel) | 0) | 0) + force) | 0) | 0;
        force = force - (force >> forceDampingBitShift) | 0;
        signedHeap[((force_offset + index) << 2) >> 2] = force;
        vel = vel - (vel >> velocityDampingBitShift) | 0;
        signedHeap[((vel_offset + index) << 2) >> 2] = vel;
        index = (index + 1)|0;
    }
}

“普通 JavaScript”版本的结构如上，但没有 asm.js 所需的按位运算符(例如“x|0”、“~~x”、“arr[(x<<2)>>2 ]”等)

这些是我机器上所有三个模块的结果，使用 Firefox(开发版 v.41)和 Chrome(版本 44)，每次迭代的毫秒数:

• FIREFOX(版本 41):20 毫秒、35 毫秒、60 毫秒。
• CHROME(版本 44):25 毫秒、150 毫秒、75 毫秒。

所以普通的 JavaScript 在两种浏览器中都胜出。存在 asm.js 必需的注释会使性能降低 3 倍。此外，“use asm”的存在；指令有一个明显的效果——它对 Firefox 有一点帮助，并使 Chrome 屈服!

这似乎很奇怪，仅仅添加按位运算符就应该引入三倍的性能下降，这不能通过告诉浏览器使用 asm.js 来克服。另外，为什么告诉浏览器使用 asm.js 在 Firefox 中只能起到很小的作用，而在 Chrome 中却完全适得其反？

Answer 1

实际上，asm.js 并不是为了手工编写代码而创建的，而只是来自其他语言的编译结果。据我所知，没有工具可以验证 asm.js 代码。 您是否尝试过用 C lang 编写代码并使用 Emscripten 生成 asm.js 代码？我强烈怀疑结果会完全不同并且针对 asm.js 进行了优化。

我认为混合有类型和无类型的变量只会增加复杂性而没有任何好处。相反，“asm.js”代码更复杂:我试图在 jointjs.com/demos/javascript-ast 上解析 asm.js 和普通函数。结果是:

• 普通 js 函数有 137 个节点和 746 个标记
• asm.js 函数有 235 个节点和 1252 个标记

我会说，如果你有更多的指令在每个循环中执行，它很容易会变慢。