elixir - 为什么 Enum.concat 在连接列表时比++ 慢得多？

Question

我尝试使用 Benchfella 进行一些快速基准测试:

defmodule ConcatListBench do
  use Benchfella

  @a1 Enum.to_list(1..10_000)
  @a2 Enum.to_list(10_000..20_0000)

  bench "++" do
    @a1 ++ @a2
  end

  bench "Enum.concat" do
    Enum.concat(@a1, @a2)
  end
end

在运行它时:

$ elixir -v
Erlang/OTP 19 [erts-8.0.2] [source] [64-bit] [smp:4:4] [async-threads:10] [hipe] [kernel-poll:false] [dtrace]
Elixir 1.4.0-dev (762e7de)

$ mix bench
Settings:
  duration:      1.0 s

## ConcatListBench
[10:01:09] 1/2: ++
[10:01:20] 2/2: Enum.concat

Finished in 14.03 seconds

## ConcatListBench
benchmark na iterations   average time
++           1000000000   0.01 µs/op
Enum.concat       50000   45.03 µs/op

问题是如何 Enum.concat如果 it uses 可能会更慢(超过 4k 次) ++列表内部的运算符？

我理解 Enum.concat 中的保护条款和模式匹配需要一些时间，但基准显示有很大的不同，不是吗？

更新:这是由于 Constant Folding , 使用 ++ 连接在编译时优化并需要立即运行。所以这个基准不太现实。

Answer 1

简短回答:Constant Folding .

更长的答案:当 Elixir 编译为 beam 时，Elixir 中的模块属性将替换为它们的字面值。文件。例如，下面的代码:

defmodule ConcatListBench do
  @a1 Enum.to_list(1..10)
  @a2 Enum.to_list(10..20)

  def plusplus, do: @a1 ++ @a2

  def concat, do: Enum.concat(@a1, @a2)
end

编译为:

-module('Elixir.ConcatListBench').
... 
concat() ->
    'Elixir.Enum':concat([1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10],
             [10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20]).

plusplus() ->
    [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10] ++
      [10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20].

Erlang 编译器的 sys_core_fold 进行常量折叠优化的模块，evaluates ++ operations as much as possible at compile time .由于在这种情况下，两个列表都是文字，它可以完全消除函数调用并将其替换为结果列表。所以在你的基准测试中，++函数只是返回一个已经存在于 VM 中的列表。跟做 1 + 2 一样快(这也是恒定折叠到 3 ):

...
bench "1 + 2" do
  1 + 2
end
...

## ConcatListBench
benchmark na iterations   average time
1 + 2        1000000000   0.01 µs/op
++           1000000000   0.01 µs/op
Enum.concat       50000   37.89 µs/op

更现实的基准是间接调用 ++ Erlang 编译器不会折叠的:

def plus_plus(a, b), do: a ++ b

bench "++" do
  plus_plus(@a1, @a2)
end

这些是 3 次运行的输出:

## ConcatListBench
benchmark na iterations   average time
Enum.concat       50000   37.44 µs/op
++                50000   41.65 µs/op

## ConcatListBench
benchmark na iterations   average time
++                50000   36.07 µs/op
Enum.concat       50000   38.58 µs/op

## ConcatListBench
benchmark na iterations   average time
Enum.concat       50000   39.34 µs/op
++                50000   40.74 µs/op

所以真的，如果您的列表在编译时不是恒定的，那么两种方式都一样快。我希望 Enum.concat稍微慢一点(特别是对于小列表)，因为它比 ++ 做更多的工作.