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 9637×

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

4.10.2018 21:30 /Ondřej Čečák
LinuxDays 2018 již tento víkend, registrace je otevřená.
Přidat komentář

18.9.2018 23:30 /František Kučera
Zářijový pražský sraz spolku OpenAlt se koná již tento čtvrtek – 20. 9. 2018 od 18:00 v Radegastovně Perón (Stroupežnického 20, Praha 5). Tentokrát bez oficiální přednášky, ale zato s dobrým jídlem a pivem – volná diskuse na téma IoT, CNC, svobodný software, hardware a další hračky.
Přidat komentář

9.9.2018 14:15 /Redakce Linuxsoft.cz
20.9.2018 proběhne v pražském Kongresovém centru Vavruška konference Mobilní řešení pro business. Návštěvníci si vyslechnou mimo jiné přednášky na témata: Nejdůležitější aktuální trendy v oblasti mobilních technologií, správa a zabezpečení mobilních zařízení ve firmách, jak mobilně přistupovat k informačnímu systému firmy, kdy se vyplatí používat odolná mobilní zařízení nebo jak zabezpečit mobilní komunikaci.
Přidat komentář

12.8.2018 16:58 /František Kučera
Srpnový pražský sraz spolku OpenAlt se koná ve čtvrtek – 16. 8. 2018 od 19:00 v Kavárně Ideál (Sázavská 30, Praha), kde máme rezervovaný salonek. Tentokrát jsou tématem srazu databáze prezentaci svého projektu si pro nás připravil Standa Dzik. Dále bude prostor, abychom probrali nápady na využití IoT a sítě The Things Network, případně další témata.
Přidat komentář

16.7.2018 1:05 /František Kučera
Červencový pražský sraz spolku OpenAlt se koná již tento čtvrtek – 19. 7. 2018 od 18:00 v Kavárně Ideál (Sázavská 30, Praha), kde máme rezervovaný salonek. Tentokrát bude přednáška na téma: automatizační nástroj Ansible, kterou si připravil Martin Vicián.
Přidat komentář

18.6.2018 0:43 /František Kučera
Červnový pražský sraz spolku OpenAlt se koná již tento čtvrtek – 21. 6. 2018 od 18:00 v Kavárně Ideál (Sázavská 30, Praha), kde máme rezervovaný salonek. Tentokrát na téma: F-Droid, aneb svobodný software do vašeho mobilu. Kromě toho budou k vidění i vývojové desky HiFive1 se svobodným/otevřeným čipem RISC-V.
Přidat komentář

23.5.2018 20:55 /Ondřej Čečák
Od pátku 25.5. proběhne na Fakultě informačních technologií ČVUT v Praze openSUSE Conference. Můžete se těšit na spostu zajímavých přednášek, workshopů a také na Release Party nového openSUSE leap 15.0. V na stejném místě proběhne v sobotu 26.5. i seminář o bezpečnosti CryptoFest.
Přidat komentář

20.5.2018 17:45 /Redakce Linuxsoft.cz
Ve čtvrtek 31. května 2018 připravuje webový magazín BusinessIT ve spolupráci s Best Online Média s.r.o. pátý ročník odborné konference Firemní informační systémy 2018. Akce proběhne v kongresovém centru Vavruška (palác Charitas), Karlovo náměstí 5, Praha 2 (u metra Karlovo náměstí) od 9:00 hod. dopoledne do cca 15 hod. odpoledne. Konference je zaměřena na efektivní využití firemních informačních systémů a na to, jak plně využít jejich potenciál. Podrobnější informace na webových stránkách konfrence.
Přidat komentář

   Více ...   Přidat zprávičku

> Poslední diskuze

5.10.2018 17:12 / Jakub Kuljovsky
Re: Jaký kurz a software by jste doporučili pro začínajcího kodéra?

20.9.2018 10:04 / Jan Ober
Jaký kurz a software by jste doporučili pro začínajcího kodéra?

20.9.2018 10:00 / Jan Ober
Re: Gimp

20.2.2018 18:48 / Ivan Majer
portal

20.2.2018 15:57 / Jan Havel
Jak využíváte služby cloudu v podnikání?

Více ...

ISSN 1801-3805 | Provozovatel: Pavel Kysilka, IČ: 72868490 (2003-2018) | mail at linuxsoft dot cz | Design: www.megadesign.cz | Textová verze