Data.MemoCombinators；意外运行时间

Question

import qualified Data.MemoCombinators as Memo
import System.Environment

single = fib' 80000
  where fib' = Memo.integral fib''
        fib'' 0 = 0
        fib'' 1 = 1
        fib'' x = fib' (x-1) + fib' (x-2)

doubleFast = fib' 80000 + fib' 80000
  where fib' = Memo.integral fib''
        fib'' 0 = 0
        fib'' 1 = 1
        fib'' x = fib' (x-1) + fib' (x-2)

doubleSlow = g 80000 + g 80000
  where g x = fib' x
          where fib' = Memo.integral fib''
                fib'' 0 = 0
                fib'' 1 = 1
                fib'' x = fib' (x-1) + fib' (x-2)              

main = do
  args <- getArgs
  case args of
    ["single"]     -> print single
    ["doubleFast"] -> print doubleFast
    ["doubleSlow"] -> print doubleSlow 

./文件单+RTS -s

产量

1,085,072,320 bytes allocated in the heap
387,297,448 bytes copied during GC
265,811,512 bytes maximum residency (10 sample(s))
99,107,440 bytes maximum slop
433 MB total memory in use (0 MB lost due to fragmentation)

Total   time    2.78s  (  2.78s elapsed)

./file doubleFast +RTS -s

产生相同的结果。这对我来说是有意义的：由于fib'在doubleFast的范围内，所以fib'在计算第一个fib' 80000后不会被丢弃，可以用来直接给出第二个fib' 80000。

我不明白的是：

./file doubleSlow +RTS -s

2,166,532,752 bytes allocated in the heap
551,826,896 bytes copied during GC
263,793,848 bytes maximum residency (11 sample(s))
204,460,968 bytes maximum slop
818 MB total memory in use (0 MB lost due to fragmentation)

Total   time   14.22s  ( 14.24s elapsed)

如果我错了，请纠正我：fib' 用于计算第一个g 80000 = fib' 80000。函数g被留下了，因为g没有记忆，所以不能重用直接计算第二个g 80000。此外，在离开g 80000 的第一次调用后，fib' 的查找表将被丢弃，因为它不在doubleSlow 的范围内。

800 MB 对我来说很有意义，因为查找表必须构建两次。但是，为什么比 2.78s 需要 14.22s？我预计大约是两倍，大约。 5.8 秒。

Answer 1

在使用优化进行编译时，我得到的所有三种方式几乎相同 - fib' 和 fib'' 然后对于 doubleSlow 也被提升到顶层，因为即使没有优化，它们也适用于其他两种方式，所以区别只是查找，两个大数相加，以及doubleX 与single 相加的结果。

在没有优化的情况下编译时，doubleSlow 需要大约 4.5 倍的时间，并且分配的时间大约是其他两个的两倍。大部分差异是由于较长的 GC，

MUT     time    1.64s  (  1.64s elapsed)
GC      time    7.09s  (  7.10s elapsed)

MUT     time    0.75s  (  0.75s elapsed)
GC      time    1.07s  (  1.07s elapsed)

并且计算时间（MUT）大约是两倍长，这符合查找数据结构构建两次的事实（您的推理或多或少是正确的，那么查找表是g本地的，并且g 80000 被调用了两次）。

我对 GHC 的垃圾收集器不够熟悉，无法解释为什么在默认设置下收集第一个查找表需要那么长时间，但所需时间很大程度上取决于分配区域的大小，我得到了最好的结果将其设置为 3MB，

$ ./memfib +RTS -s -A3M -RTS doubleSlow > /dev/null
   2,166,534,656 bytes allocated in the heap
     599,670,152 bytes copied during GC
     161,411,104 bytes maximum residency (13 sample(s))
      99,163,664 bytes maximum slop
             414 MB total memory in use (0 MB lost due to fragmentation)

                                    Tot time (elapsed)  Avg pause  Max pause
  Gen  0       562 colls,     0 par    0.49s    0.49s     0.0009s    0.0041s
  Gen  1        13 colls,     0 par    0.62s    0.62s     0.0477s    0.0841s

  INIT    time    0.00s  (  0.00s elapsed)
  MUT     time    1.61s  (  1.62s elapsed)
  GC      time    1.11s  (  1.11s elapsed)
  EXIT    time    0.03s  (  0.03s elapsed)
  Total   time    2.76s  (  2.76s elapsed)

  %GC     time      40.2%  (40.2% elapsed)

  Alloc rate    1,343,022,682 bytes per MUT second

  Productivity  59.8% of total user, 59.7% of total elapsed

相比

$ ./memfib +RTS -s -A3M -RTS doubleFast > /dev/null
   1,085,085,832 bytes allocated in the heap
     311,633,528 bytes copied during GC
     165,830,256 bytes maximum residency (9 sample(s))
      99,121,736 bytes maximum slop
             389 MB total memory in use (0 MB lost due to fragmentation)

                                    Tot time (elapsed)  Avg pause  Max pause
  Gen  0       280 colls,     0 par    0.22s    0.22s     0.0008s    0.0042s
  Gen  1         9 colls,     0 par    0.34s    0.34s     0.0376s    0.0792s

  INIT    time    0.00s  (  0.00s elapsed)
  MUT     time    0.79s  (  0.79s elapsed)
  GC      time    0.55s  (  0.56s elapsed)
  EXIT    time    0.03s  (  0.03s elapsed)
  Total   time    1.38s  (  1.38s elapsed)

  %GC     time      40.3%  (40.3% elapsed)

  Alloc rate    1,378,141,985 bytes per MUT second

  Productivity  59.7% of total user, 59.7% of total elapsed

几乎正好是两倍。