LINUXSOFT.cz Přeskoč levou lištu
Uživatel: Heslo:  
   CZUKPL

> Perl (104) - Testování rychlosti

Perl Naučíme se odhalovat pomalé úseky kódu pomocí metod pro měření rychlosti a porovnávání různých programových úseků.

8.3.2010 00:00 | Jiří Václavík | Články autora | přečteno 8292×

Výkonostní testování, nebo-li benchmarking, zjišťuje, jak rychlý je náš kód. Užijeme ho zejména při optimalizaci kódu. Pokud potřebujeme, aby byl kód co nejvýkonnější a máme více možností, jak celý problém implementovat, vyzkoušíme je všechny. Poté se rozhodneme pomocí výkonostních testů, kterou možnost aplikujeme.

Výkonostní testy nemají většinou smysl, když je daná část kódu používaná v malém rozsahu. Pokud nejde o vyloženě špatný algoritmus, ušetříme tím jen zlomky sekundy a ty obvykle příliš nehrají roli. Pokud ale tyto zlomky vynásobíme 100000krát, už může být ušetřený čas patrný.

Měření rychlosti běhu programu

Obecně bychom mohli vytořit program pro stopování doby běhu úseků kódu velice jednoduše. Zde máme jednoduchý výkonnostní test, který funguje stejně jako stopky. Poprvé stopneme, když děj začíná. Po jeho konci stopneme podruhé.

use Time::HiRes;
my($stop1, $stop2);
my @pole;

$stop1 = Time::HiRes::time();

for(my $i=0; $i<1_000_000; $i++){
    $pole[$i] = $i**2;
}

$stop2 = Time::HiRes::time();

print "Výsledek: ", $stop2-$stop1, "\n";

Měření rychlosti běhu programu pomocí modulu Benchmark

Výkonostní testy jsou v Perlu ale obvykle záležitostí modulu Benchmark. Ten již máte s největší pravděpodobností v systému předinstalován.

Výše uvedený kód bychom mohli přepsat za pomoci modulu Benchmark. Tím získáme i podprobnější informace.

use Benchmark;
my($stop1, $stop2);
my @pole;

$stop1 = new Benchmark;

for(my $i=0; $i<1_000_000; $i++){
    $pole[$i] = $i**2;
}

$stop2 = new Benchmark;

print "Cas: ", timestr(timediff($stop2, $stop1)), "\n";

Přehled funkcí v Benchmark

Benchmark zpřístupňuje mimo již uvedených timediff a timestr několik dalších funkcí, pomocí nichž lze měřit čas běhu a porovnávat je. Mimo zmiňovaných budeme používat nejčastěji také následující.

FunkcePopis
timeitzměří dobu provádění kódu
timethisspustí několikkrát úsek kódu a změří dobu provádění
timethesespustí několikkrát několik úseků kódu a změří doby provádění
countitzměří, kolikkrát proběhl úsek kódu ve specifikovaném čase
cmpthesetiskne výsledky porovnání několika úseků kódu v tabulce (touto funkcí již jsme se zabývali při měření rychlostí regulárních výrazů)

Nejjednodušší funkcí ze všech je timeit. Na základě počtu opakování a kódu provede výkonostní test a vrátí objekt typu Benchmark. Tedy v podstatě to, co jsme dělali v obou příkladech.

Kód je třeba uvést tak, jako kdyby měl být předán funkci eval. Musíme zabránit, aby byl vyhodnocen dříve, než bude předán funkci timeit, neboť by tak byl celý test znehodnocen. Použijeme tedy apostrofy.

$i=0;
my $o = timeit(1_000_000, '$pole[$i] = $i**2; $i++');
print timestr($o);

Můžeme si ukázat, jak vypadá výstup po volání timeit. Nejcennějším údajem bude většinou údaj počet_běhů/s.

4 wallclock secs ( 4.37 usr + 0.19 sys = 4.56 CPU) @ 1096491.23/s (n=5000000)

Podobně funguje také další funkce, timethis. Nejzřetelnější rozdíly oproti timeit jsou v tom, že timethis výsledky přímo tiskne a že lze zadat místo počtu cyklů záporné číslo. To znamená čas násobený -1, po který bude testování běžet.

my $i=0;
timethis(5_000_000, '$pole[$i] = $i**2; $i++');

Doba běhu části kódu je ale v podstatě nicneříkající. Smysl dostává až tehdy, když ji vztáhneme k nějakému srovnatelnému údaji. Proto ve většině případů oceníme spíše funkce k porovnávání. Jednou z nich je funkce timethese, která použije timethis na několik různých úseků.

Porovnání dvou programů

Další funkcí na porovnávání více úseků je cmpthese, kterou jsme siž představili v 25. dílu.

Zkusíme si porovnat rychlosti následujících dvou podprogramů.

sub bubblesort {
  my @a = @_;
  foreach $i (reverse 0..$#a) {
    foreach (0..$i-1) {
        ($a[$_],$a[$_+1]) = ($a[$_+1],$a[$_]) if ($a[$_] > $a[$_+1]);
    }
  }
  return @a;
}

sub quicksort {
  @_ or return();
  my $p = shift;
  return (quicksort(grep $_ < $p, @_), $p, quicksort(grep $_ >= $p, @_));
}

Vygenerujeme tedy náhodnou posloupnost čísel a ty se potom pokusíme seřadit.

my @cisla;
for(my $i=0; $i<100; $i++){
    $cisla[$i] = int rand 100;
}

Pokud chceme zobrazit co nejvíce získaných dat, je výhodné použít cmpthese i timethese najednou.

use Benchmark qw(cmpthese timethese);
$o = timethese(-5, {
    "bubble sort" => sub{bubblesort(@cisla)},
    "quick sort" => sub{quicksort(@cisla)},
    "perl sort" => sub{sort {$a<=>$b} @cisla;},
});
cmpthese($o);

Nyní spustíme program. Výsledek by měl vypadat přibližně takto. Nelze sice objektivně srovnávat výsledky vestavěného příkazu sort s výše uvedenými podprogramy, ale výsledek je jistě zajímavý.

Benchmark: running bubble sort, perl sort, quick sort for at least 5 CPU seconds...
bubble sort:  5 wallclock secs ( 5.21 usr +  0.01 sys =  5.22 CPU) @ 166.86/s (n=871)
  perl sort:  4 wallclock secs ( 5.45 usr +  0.00 sys =  5.45 CPU) @ 3065623.49/s (n=16707648)
 quick sort:  6 wallclock secs ( 5.32 usr +  0.00 sys =  5.32 CPU) @ 2454.14/s (n=13056)
                 Rate bubble sort  quick sort   perl sort
bubble sort     167/s          --        -93%       -100%
quick sort     2454/s       1371%          --       -100%
perl sort   3065623/s    1837162%     124817%          --

Verze pro tisk

pridej.cz

 

DISKUZE

Nejsou žádné diskuzní příspěvky u dané položky.



Příspívat do diskuze mohou pouze registrovaní uživatelé.
> Vyhledávání software
> Vyhledávání článků

1.12.2016 22:13 /František Kučera
Máš rád svobodný software a hardware nebo se o nich chceš něco dozvědět? Přijď na sraz spolku OpenAlt, který se bude konat ve čtvrtek 8. prosince od 18:00 v Radegastovně Perón (Stroupežnického 20, Praha 5). Sraz bude tentokrát tématický. Bude retro! K vidění budou přístroje jako Psion 5mx nebo Palm Z22. Ze svobodného hardwaru pak Openmoko nebo čtečka WikiReader. Přijďte se i vy pochlubit svými legendami, nebo alespoň na pivo. Moderní hardware má vstup samozřejmě také povolen.
Komentářů: 1

4.9.2016 20:13 /Pavel `Goldenfish' Kysilka
PR: Dne 22.9.2016 proběhne v Praze konference Cloud computing v praxi. Tématy bude např. nejnovější trendy v oblasti cloudu a cloudových řešení, provozování ERP v cloudu, o hostování různých typů softwaru, ale třeba i o zálohování dat nabízeném podnikům formou služby.
Přidat komentář

1.9.2016 11:27 /Honza Javorek
Česká konference o Pythonu, PyCon CZ, stále hledá přednášející skrz dobrovolné přihlášky. Máte-li zajímavé téma, neváhejte a zkuste jej přihlásit, uzávěrka je již 12. září. Konference letos přijímá i přednášky v češtině a nabízí pomoc s přípravou začínajícím speakerům. Řečníci mají navíc vstup zadarmo! Více na webu.
Přidat komentář

27.8.2016 8:55 /Delujek
Dnes po 4 letech komunitního vývoje vyšla diaspora 0.6.0.0
diaspora* je open-source, distribuovaná sociální síť s důrazem na soukromý
Více v oficiálním blog-postu
Přidat komentář

24.8.2016 6:44 /Ondřej Čečák
Poslední týden CFP LinuxDays 2016; pokud byste rádi přednášeli na LinuxDays 2016 8. a 9. října v Praze, můžete svůj příspěvek přihlásit, následovat bude veřejné hlasování.
Přidat komentář

9.8.2016 22:56 /Petr Ježek
Zařazení souborového systému reiser4 do jádra 4.7 znamená konečně konec patchování jádra jen kvůli možnosti použít reiser4.
Přidat komentář

12.7.2016 13:14 /František Kučera
Spolek OpenAlt zve na 130. distribuovaný sraz příznivců svobodného softwaru a otevřených technologií (hardware, 3D tisk, SDR, DIY, makers…), který se bude konat ve čtvrtek 21. července od 18:00 v Radegastovně Perón (Stroupežnického 20, Praha 5).
Přidat komentář

11.7.2016 16:53 /Redakce Linuxsoft.cz
Konference LinuxDays hledá přednášející. Přihlášky poběží do konce prázdnin, v září bude hlasování a program. Více na https://www.linuxdays.cz/2016/cfp/.
Přidat komentář

   Více ...   Přidat zprávičku

> Poslední diskuze

7.12.2016 8:10 / Hamon
scottish cottages

4.12.2016 22:54 / František Kučera
Dárek

9.11.2016 7:42 / Mane
hardwood floor waxing

8.11.2016 13:38 / Mira
Konfigurace maldet na Centos serveru

2.11.2016 11:06 / Warlock
Odkaz v PHP

Více ...

ISSN 1801-3805 | Provozovatel: Pavel Kysilka, IČ: 72868490 (2003-2016) | mail at linuxsoft dot cz | Design: www.megadesign.cz | Textová verze