为什么这个 Clojure 程序这么慢？如何让它跑得快？

Question

Here 清楚地解释了如何优化处理原始值的 Clojure 程序：使用类型注释和未经检查的数学，它会运行得很快：

(set! *unchecked-math* true)

(defn add-up ^long [^long n]
  (loop [n n i 0 sum 0]
    (if (< n i)
      sum
      (recur n (inc i) (+ i sum)))))

所以，出于好奇，我在 lein repl 中尝试过，令我惊讶的是，发现这段代码的运行速度比预期慢了约 20 倍（Oracle JDK 1.8.0_11 x64 上的 Clojure 1.6.0）：

user=> (time (add-up 1e8))
"Elapsed time: 2719.188432 msecs"
5000000050000000

Scala 2.10.4（相同的 JVM）中的等效代码运行时间约为 90 毫秒：

def addup(n: Long) = { 
  @annotation.tailrec def sum(s: Long, i: Long): Long = 
    if (i == 0) s else sum(s + i, i - 1)
  sum(0, n)
}

那么，我在 Clojure 代码示例中缺少什么？为什么这么慢（理论上应该是差不多的速度）？

Answer 1

使用lein repl 进行基准测试通常不是一个好主意，因为它专门设置了非服务器 JVM 设置。直接使用 Clojure JAR 我在 OS X 10.9 下运行 JDK 8 的 3.5ghz i7 iMac 上看到了大约 40 毫秒。

Answer 2

关于@dnolen's answer，还有几点意见：

尽管事实证明没有真正的区别，但我们应该使 Clojure 函数的形状与 Scala 的形状相同。在

(defn add-up ^long [^long n]
  (loop [n n i 0 sum 0]
    (if (< n i)
      sum
      (recur n (inc i) (+ i sum)))))

• n 不会被recur 改变，所以不需要绑定在 loop。
• 其余两个参数的顺序与 Scala 函数的顺序相反。
• 它运行数字，而 Scala 运行下降。

修正这些不一致，我们得到

defn add-up [^long n]
  (loop [sum 0, i n]
    (if (zero? i)
      sum
      (recur (+ sum i) (dec i)))))

（Scala 类型系统确保参数 n 在调用时转换为 Long。据我了解（如果我错了，请纠正我），Clojure ^long 类型提示承诺处理Long 参数很好，但不承诺将 Double 像 1e8 转换为 Long。但是当我进行相应的更改时得到的结果非常不一致。）

在我的笔记本电脑上，上面给出了

(time (add-up 100000000))
"Elapsed time: 103.636782 msecs"
5000000050000000

如果你去掉类型提示

(defn add-up [n]
  ...
  )

...经过的时间大约乘以二十：

(time (add-up 100000000))
"Elapsed time: 2374.399915 msecs"
5000000050000000

• 这比删除未经检查的数学更有效，后者大致 已用时间的三倍。
• 类型提示返回类型没有明显的效果。

所有这些都在 OpenJDK Java 7 上的 Clojure 1.5.0 上。

Answer 3

在一本三年前的 mac 书上，我得到以下信息：

(time (add-up 1e8))
 "Elapsed time: 68.536 msecs"

和

(time (add-up 1e9))
 "Elapsed time: 771.157 msecs"
  => 500000000500000000

你使用的 Lein 版本是什么，你能检查一下 clojure 版本吗：

(clojure-version)