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K / Python Lua Rhai 性能对比测试.md
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122 lines 6.66 KB
First commit on 16 May 2021

    目标

    前段时间想把一些常用的 Rust 库绑定到 Lua 上,以便在 Lua 里复用 Rust 的各种库。

    相比 Python,这样做的好处很近似 Go,成品只是一个可执行文件 + Lua 脚本,不需要解决环境的各种依赖安装,并且生成的 binary 很小;而相比 Go,这样又近似 Python,打开个记事本写完就跑。

    于是我着手开始绑定,尽管我第一步就是将一些模板代码写成宏,尽量降低重复劳动,但实际要写的代码还是太多了,自虐了几天开始寻找其他解决方案,看了一些由 Rust 实现的脚本语言,选择了 Rhai 作为备选方案。

    将 Rust 里的类型传递给 Rhai 很方便,可以少写很多代码,但是 Rhai 只是相当于一个语法翻译器,Github 上主要贡献者也谈到了性能大概在 Python 的水平,只适合做插件,所以我做了个简单的性能测试。

    脚本语言对比

    看了很多易与 Rust 集成的脚本语言,作为资料,列举我排除的理由。我需要的是一个小型的、易用的、可嵌入的语言。

    1. Rune ⭐3.2k:本来这似乎是最好的选择,但是开发已经很不活跃了。
    2. Dyon ⭐1.3k:完成度比较高,但也更复杂,适合作游戏脚本层。
    3. Gluon ⭐2.3k:函数式,写起来与平时的思维方式不同。
    4. Ketos ⭐628:Lisp 方言,似乎已停止开发。
    5. Mun ⭐1.1k:编译型脚本语言,用起来有点不方便,适合作游戏脚本层。

    测试

    测试很简单,计算斐波那契数列,测试了 5 种情况。

    1. Rhai 实现的斐波那契。
    2. 在 Rust 里实现斐波那契,由 Rhai 调用。
    3. Lua 实现的斐波那契。
    4. 在 Rust 里实现斐波那契,由 Lua 调用。
    5. Python 实现的斐波那契。

    由于 Lua 速度太快 😂,而 Lua 自带的时间戳只能精确到毫秒,所以我的测试方式是笔记本在完全节能模式下跑 3 次,每次循环 5 次 fibonacci(32)(代码里函数命名简写为 fib)。

    代码

    1. Rust 代码,绑定到 Lua 和 Rhai 环境里,用 fib_rs 命名以区分。
      fn fib_rs(n: i64) -> i64 {
          if n < 2 { return n; }
          fib_rs(n - 2) + fib_rs(n - 1)
      }
      
    2. Lua 测试代码
      function fib(n)
          if n < 2 then return n end
          return fib(n - 2) + fib(n - 1)
      end
      
      local start = os.clock()
      for i = 1, 5 do
          fib(32)
      end
      io.write(string.format("elapsed: %f\n", os.clock() - start))
      
      local start2 = os.clock()
      for i = 1, 5 do
          fib_rs(32)
      end
      io.write(string.format("elapsed: %f\n", os.clock() - start2))
      
    3. Rhai 测试代码
      fn fib(n) {
          if n < 2 { return n; }
          fib(n - 2) + fib(n - 1)
      }
      
      let now = timestamp();
      for i in range(0, 5) {
          fib(32);
      }
      print(now.elapsed());
      
      let now2 = timestamp();
      for i in range(0, 5) {
          fib_rs(32);
      }
      print(now2.elapsed());
      
    4. Python 测试代码
      from __future__ import print_function
      
      import time
      
      def fib(n):
          if n < 2: return n
          return fib(n - 1) + fib(n - 2)
      
      start = time.process_time()
      
      for i in range(0, 5):
          fib(32)
      
      print("elapsed: " + str(time.process_time() - start))
      

    测试结果

    • Lua:上面是 Lua 实现,下面是调用 Rust。
      elapsed: 1.081000
      elapsed: 0.038000
      
      elapsed: 1.085000
      elapsed: 0.040000
      
      elapsed: 1.203000
      elapsed: 0.047000
      
    • Python:三次都是纯 Python 实现。
      elapsed: 6.34375
      elapsed: 5.0
      elapsed: 4.984375
      
    • Rhai:上面是 Rhai 实现,下面是调用 Rust。
      79.4438942
      0.1073184
      
      111.5409529
      0.1158327
      
      46.1241106
      0.0424334
      

    结论

    Rhai 还是只适合作为插件系统调用 Rust 实现的 API,当成一个解释器用还是不太行。尽管绑定 Lua 代码超多,但似乎别无选择。