大数据性能提升 - Duff 装置介绍

Duff 装置

Duff 装置 指的是在使用 for 循环时,数据量超级大的时候,可以使用 do while 循环+ switch 的形式,或者使用升级式 do while 循环提高执行效率。

它的优化之处在于可以减少 i<iterations (i<arr.length) 的比较。通过 switch 枚举的方式来分散比较计算。比如 iterations为 100 时。要比较100次。但是使用以下 do while 循环+ switch 的方式只需要比较 Math.ceil(100/8)=13 次。

以下案例是数据量为10000000(1千万)时使用 for 循环和 Duff 装置的对比。

for 循环

    function test(iterations) {
        var testVal = 0;
        for(var i=0;i<iterations;i++){
            testVal++;
        }
        return testVal
    }
    console.time("test");
    console.log(test(10000000))
    console.timeEnd("test");

执行时间:
在这里插入图片描述
多次测试速度在10-15之间。这里取个平均值 12ms。

do while 循环+ switch

        function test(iterations) {
        var testVal = 0;
        var n = Math.ceil(iterations / 8);
        var caseTest = iterations % 8;
        do {
            switch (caseTest) {
                case 0:
                    testVal++;
                case 7:
                    testVal++;
                case 6:
                    testVal++;
                case 5:
                    testVal++;
                case 4:
                    testVal++;
                case 3:
                    testVal++;
                case 2:
                    testVal++;
                case 1:
                    testVal++;
            }
            caseTest = 0;
        }
        while (--n > 0);
        return testVal;
    }

执行时间:
在这里插入图片描述
多次测试速度在8ms-10ms之间。这里取个平均值 9ms,比 for 循环速度提升 33% 左右。

升级版 do while 循环

function test(iterations) {
        var testVal = 0;
        var n = Math.ceil(iterations / 8);
        var caseTest = iterations % 8;      
        do {
            testVal++;
            testVal++;
            testVal++;
            testVal++;
            testVal++;
            testVal++;
            testVal++;
            testVal++;
        } while (--n > 0);
        return testVal;
    }

执行时间:
在这里插入图片描述
多次测试速度在 5ms-7ms 之间。这里取个平均值 6ms,比 for 循环速度提升 200% (即 2倍)左右。

备注

注意以上时间都只是取的平均值。计算出来的提升速度也是基于平均值。数据量越大,效果越明显。数据量小就没必要使用 Duff 装置。

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