随着 Perl 6 实现的成熟，我们可以期待哪些性能提升？

Question

每次我下载 Rakudo Perl 6 的新副本时，我都会运行以下表达式，只是为了了解其当前的性能：

say [+] 1 .. 100000;

速度一直在增加，但每次都会有明显的延迟（几秒钟）计算。作为比较，类似的东西在 Perl 5（或其他解释性语言）中几乎立即返回：

use List::Util 'sum';

print sum(1 .. 100000), "\n";

或者在 Ruby 中（也几乎立即）：

(1 .. 100000).inject(0) {|sum,x| sum+x}

将表达式重写为 Perl6 loop 最终速度大约是原来的两倍减少范围，但对于简单的计算来说仍然是一个非常明显的延迟（超过一秒）：

my $sum;
loop (my $x = 1; $x <= 100000; $x++) {$sum += $x}

所以我的问题是，Perl6 实现的哪些方面导致了这些性能问题？这应该随着时间的推移而改善，还是这种开销是 Perl6 使用的“一切都是对象”模型的不幸的副作用？

最后，loop 构造比 [+] 归约运算符更快？我认为循环会导致比减少更多的总操作。

编辑：

如果可以的话，我会接受 mortiz 和 hobbs 的答案。一切都作为方法调用来处理，更直接地回答了为什么 [+] 速度慢，这样人们就明白了。

Answer 1

Rakudo 如此缓慢的原因确实有多种。

第一个或许也是最重要的原因是 Rakudo 尚未进行任何优化。当前的目标是更多地探索新功能，并变得更加健壮。你知道，他们说“首先让它运行，然后让它正确，然后让它快速”。

第二个原因是 parrot 还不提供任何 JIT 编译，而且垃圾收集器也不是最快的。有 JIT 编译器的计划，人们正在研究它（之前的编译器被删除了，因为它只是 i386 并且是维护的噩梦）。还有将 Rakudo 移植到其他虚拟机的想法，但这肯定要等到 7 月底之后。

最后，在我们拥有一个完整的、优化良好的 Perl 6 实现之前，没有人能真正知道它的速度有多快，但我确实希望它会比现在好得多。

顺便说一句，您引用的情况 [+] 1..$big_number 可以在 O(1) 中运行，因为 1..$big_number 返回一个范围，即值得反省的。因此，您可以对 [+] Range 情况使用求和公式。这又是一件可以做但尚未完成的事情。

Answer 2

这当然不是因为一切都是对象，因为在许多其他语言中也是如此（例如 Ruby）。 Perl 6 没有理由比 Perl 5 或 Ruby 等其他语言慢很多，但事实是 Rakudo 并不像 Perl 或 CRuby 那样成熟。目前还没有太多的速度优化。

Answer 3

考虑到现在您的测试用例已优化为O(1)算法< /a> 几乎立即返回，并且看起来几乎每周都有几次优化；
我预计各方面的性能都会有相当大的提高。

$ perl6 -e 'say [+] 1..10**1000; say now - INIT now'
5000000000000000000000000000000000000000000000 ...
0.007447

即使这不是范围的特殊情况，它仍然比以前快很多。
现在，它可以在不到五分之一秒的时间内完成测试计算。

$ perl6 -e 'say [+] (1..100000).list; say now - INIT now'
5000050000
0.13052975

Answer 4

我于 2008 年 12 月向 Fefe 语言竞赛提交了这些内容。 wp.pugs.pl 是 Perl 5 示例的直译，wp.rakudo.pl 更加复杂。我有两个程序，因为这两个程序实现了规范的不同子集。同时构建信息已经过时。来源：

#!/usr/bin/env pugs
# Pugs: <http://pugs.blogs.com/> <http://pugscode.org/>
# prerequisite: ghc-6.8.x, not 6.10.x
# svn co http://svn.pugscode.org/pugs/
# perl Makefile.PL
# make
# if build stops because of haskeline, do:
#   $HOME/.cabal/bin/cabal update ; $HOME/.cabal/bin/cabal install haskeline

# learn more: <http://jnthn.net/papers/2008-tcpw-perl64danoob-slides.pdf>

my %words;

for =<> {
    for .split {
        %words{$_}++
    }
}

for (sort { %words{$^b} <=> %words{$^a} }, %words.keys) {
    say "$_ %words{$_}"
}

---

#!/usr/bin/env perl6
# Rakudo: <http://rakudo.org/> <http://www.parrot.org/download>
# svn co http://svn.perl.org/parrot/trunk parrot
# perl Configure.pl
# make perl6

# Solution contributed by Frank W. & Moritz Lenz
# <http://use.perl.org/~fw/journal/38055>
# learn more: <http://jnthn.net/papers/2008-tcpw-perl64danoob-slides.pdf>

my %words;

$*IN.lines.split(/\s+/).map: { %words{$_}++ };

for %words.pairs.sort: { $^b.value <=> $^a.value } -> $pair {
    say $pair
}

---

这些是 2008 年的结果：

$ time ./wp.pugs.pl < /usr/src/linux/COPYING > foo

real    0m2.529s
user    0m2.464s
sys     0m0.064s

$ time ./wp.rakudo.pl < /usr/src/linux/COPYING > foo

real    0m32.544s
user    0m1.920s
sys     0m0.248s

---

今天：

$ time ./wp.pugs.pl < /usr/src/linux/COPYING > foo

real    0m5.105s
user    0m4.898s
sys     0m0.096s

$ time ./wp.rakudo.pl < /usr/src/linux/COPYING > foo
Divide by zero
current instr.: '' pc -1 ((unknown file):-1)
Segmentation fault

real    0m3.236s
user    0m0.447s
sys     0m0.080s

后期添加：崩溃已在 为什么我会收到“除以零”错误当我尝试使用 Rakudo 运行我的脚本时？。 Rakudo 程序效率低下，请参阅下面的评论和http://justrakudoit.wordpress.com/2010/06/30/rakudo-and-speed/。

Answer 5

关于缺乏优化，您必须了解的另一件事是它是复合的。 Rakudo 的很大一部分是用 Perl 6 编写的。例如，[+] 运算符是通过方法 Any.reduce 实现的（通过将 $expression 设置为 &infix 来调用） :<+>)，

for @.list {
    @args.push($_);
    if (@args == $arity) {
        my $res = $expression.(@args[0], @args[1]);
        @args = ($res);
    }
}

换句话说，它的内部循环是一个纯 Perl 的 reduce 实现，它本身由 Rakudo 运行。因此，不仅您可以看到的代码没有得到优化，您看不到使您的代码运行的代码也没有得到优化
优化。即使 + 运算符的实例实际上也是方法调用，因为尽管 Num 上的 + 运算符是由 Parrot 实现的，但 Rakudo 中还没有任何东西可以认识到您有两个 Num 并优化了方法调用，因此在 Rakudo 找到 multi sub 中缀之前有一个完整的动态调度：<+>(Num $a, Num $b) 并意识到它真正做的只是一个“添加”操作码。这是比 Perl 5 慢 100-1000 倍的合理借口:)

更新 8/23/2010

Jonathan Worthington 提供的更多信息，涉及 Perl 6 对象模型（或至少 Rakudo 的概念）需要进行的各种更改，以便在保持速度的同时加快速度Perl 6 的“一切都是方法调用”的本质。

更新 1/10/2019

因为我可以看到这仍然受到关注...多年来，Rakudo/MoarVM 已经获得了 JIT、内联、动态专门化以及许多人优化的大量工作系统的每个部分。结果是，大多数方法调用都可以“编译出来”，并且运行时成本几乎为零。 Perl 6 在许多基准测试中的得分比 2010 年快数百或数千倍，并且在某些情况下比 Perl 5 更快。

就问题开始时的 sum-to-100,000 问题而言，Rakudo 2018.06 仍然是一个比 perl 5.26.2 慢一点：

$ time perl -e 'use List::Util 'sum'; print sum(1 .. 100000), "\n";' >/dev/null

real    0m0.023s
user    0m0.015s
sys     0m0.008s

$ time perl6 -e 'say [+] 1 .. 100000;' >/dev/null

real    0m0.089s
user    0m0.107s
sys     0m0.022s

但是如果我们通过运行代码 10,000 次来分摊启动成本，我们会看到不同的情况：

$ time perl -e 'use List::Util 'sum'; for (1 .. 10000) { print sum(1 .. 100000), "\n"; }' > /dev/null

real    0m16.320s
user    0m16.317s
sys     0m0.004s

$ time perl6 -e 'for 1 .. 10000 { say [+] 1 .. 100000; }' >/dev/null

real    0m0.214s
user    0m0.245s
sys     0m0.021s

perl6 在启动和编译时比 perl5 多用了几百毫秒，但随后它会弄清楚如何做实际求和速度快了大约 70 倍。