Clojure 中多方法与 cond 的性能答案

【问题标题】：Performance of multimethod vs cond in ClojureClojure 中多方法与 cond 的性能
【发布时间】：2015-02-18 06:10:05
【问题描述】：

多方法比协议慢，当协议可以解决问题时，应该尝试使用协议，即使使用多方法提供了更灵活的解决方案。那么cond 和多方法是什么情况呢？它们可用于解决相同的问题，但我的猜测是多方法与cond 相比具有巨大的性能开销。如果是这样，我为什么要使用多方法而不是 cond？

【问题讨论】：

标签： clojure

【解决方案1】：

多方法允许开放扩展；其他人可以通过在其源中添加新的defmethods 来扩展您对任意表达式的多方法调度。 Cond 表达式在不编辑 cond 源代码的情况下被其他人甚至您自己的代码关闭。

如果您只想根据条件逻辑采取行动，那么 cond 就是您要走的路。如果您想要进行更复杂的调度，或者对具有不同行为的多种类型的数据应用一个函数，那么多方法可能更合适。

【讨论】：

但是 multimethod 与 cond 相比引入了多少开销？
同意。使用最适合您的特定任务的方法，以后再担心性能。
你能澄清一下在这种情况下你所说的“开放扩展”是什么意思吗？在我看来，条件表达式和多方法都可以编辑/扩展，所以我不明白为什么后者是“开放的”而前者不是。
我已经对此进行了调整以澄清。

【解决方案2】：

什么时候可以测量？

这是使用criterium 库的基准示例。 Cond 和 Multi-methods 代码取自 http://blog.8thlight.com/myles-megyesi/2012/04/26/polymorphism-in-clojure.html。

警告这只是一个比较multimethod 和cond 性能的基准测试示例。下面的结果表明cond 的性能优于multimethod，在实践中不能推广到各种用法。您可以将此基准测试方法用于您自己的代码。

;;条件（定义转换条件 [数据] （条件（无？数据） “空值” （字符串？数据） (str "\"" 数据 "\"") （关键字？数据）（转换条件（名称数据））：别的 (str 数据))) (长凳 (convert-cond "yolo")) 评估计数：7297173 个调用的 60 个样本中的 437830380 个。平均执行时间：134.822430 ns 执行时间标准偏差：1.134226 ns 执行时间下分位数：133.066750 ns (2.5%) 执行时间上分位数：137.077603 ns (97.5%) 使用的开销：1.893383 ns 在 60 个样本中发现 2 个异常值 (3.3333 %) 低重度 2 (3.3333 %) 异常值的方差：1.6389 % 异常值略微夸大了方差 ;;多方法（defmulti 转换类） (defmethod 转换 clojure.lang.Keyword [数据] （转换（名称数据））） (defmethod 转换 java.lang.String [数据] (str "\"" 数据 "\"")) (defmethod 转换 nil [数据] “空值”）（定义方法转换：默认 [数据] (str 数据)) （长凳（转换“yolo”））评估计数：5668196 个调用的 60 个样本中的 340091760。平均执行时间：174.225558 ns 执行时间标准偏差：1.824118 ns 执行时间下分位数：170.841203 ns (2.5%) 执行时间上分位数：177.465794 ns (97.5%) 使用的开销：1.893383 ns 零

【讨论】：

你不应该相信这个基准——你只是在转换一种类型，在这两种情况下都会导致最优的代码路径（多方法中的单态调用站点）。最好使用输入类型的随机混合进行测试（理想情况下与实际代码中的情况相匹配）。

【解决方案3】：

为了跟进@AlexMiller 的评论，我尝试使用更多随机数据进行基准测试，并添加了协议实现（还添加了一种类型 - 整数 - 到不同的方法中）。

(defprotocol StrConvert
  (to-str [this]))

(extend-protocol StrConvert
  nil
  (to-str [this] "null")
  java.lang.Integer
  (to-str [this] (str this))
  java.lang.String
  (to-str [this] (str "\"" this "\""))
  clojure.lang.Keyword
  (to-str [this] (to-str (name this)))
  java.lang.Object
  (to-str [this] (str this)))

data 包含 10000 个随机整数的序列，这些整数随机转换为 String、nil、keyword 或 vector。

(let [fns [identity            ; as is (integer)
           str                 ; stringify
           (fn [_] nil)        ; nilify
           #(-> % str keyword) ; keywordize
           vector]             ; vectorize
      data (doall (map #(let [f (rand-nth fns)] (f %))
                       (repeatedly 10000 (partial rand-int 1000000))))]
  ;; print a summary of what we have in data
  (println (map (fn [[k v]] [k (count v)]) (group-by class data)))
  ;; multimethods
  (c/quick-bench (dorun (map convert data)))
  ;; cond-itionnal
  (c/quick-bench (dorun (map convert-cond data)))
  ;; protocols
  (c/quick-bench (dorun (map to-str data))))

结果是 data 包含：

([clojure.lang.PersistentVector 1999] [clojure.lang.Keyword 1949]
 [java.lang.Integer 2021] [java.lang.String 2069] [nil 1962])

多方法：6.26 毫秒
条件：5.18 毫秒
协议：6.04 毫秒

我当然会建议 @DanielCompton ：设计比每种方法看起来配对的纯粹性能更重要，至少在这个例子中。

【讨论】：