【Rust日报】 2019-08-14

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ZhangHanDong 发表于 2019-08-14 22:49

Tags：rust

VecOption: 与Vec<Option>等价但更高效的库

#StdExtend

Repo: https://github.com/sivadeilra/vec_option

Syn 和 Quote 1.0 发布

#macro #syn

Syn 和 Quote 此次 1.0 稳定，意味着API接口稳定，但是，并不代表着Rust的语法树稳定。Syn和Quote内部还是会随着Rust的变化而改动，只不过不会影响 Syn 和 Quote 的 API稳定。

注意： Syn和Quote的1.0版本最低依赖Rust 1.31版本。发布日志里还记录了一些Break change，需要注意。

cargo-docset: 可以生成支持Dash和Zeal的文档集

#docs

Dash和Zeal都是著名的编程语言文档集工具

Repo: https://github.com/Robzz/cargo-docset

async-stream: 提供了stream!宏方便编写异步流

#async #stream #tokio

Repo: https://github.com/tokio-rs/async-stream

「SO问答」对超过240个元素的数组进行循环时，为什么会有很大的性能影响？

#stackoverflow

问题：

下面代码当 CAPACITY >= 240 的时候，与 CAPACITY >= 239 相比，性能慢了80倍。Rust编译器专门为240以内的长度做了优化？使用 rustc -C opt-level=3 进行编译。

use std::time::Instant;

const CAPACITY: usize = 240;
const IN_LOOPS: usize = 500000;

fn main() {
    let mut arr = [0; CAPACITY];
    for i in 0..CAPACITY {
        arr[i] = i;
    }
    let mut sum = 0;
    let now = Instant::now();
    for _ in 0..IN_LOOPS {
        let mut s = 0;
        for i in 0..arr.len() {
            s += arr[i];
        }
        sum += s;
    }
    println!("sum:{} time:{:?}", sum, now.elapsed());
}

解答：

总结：低于240，LLVM完全展开内部循环，可以优化掉重复循环，增加性能。

分析：

这是一个神奇的阈值，超过该阈值LLVM将停止执行某些优化。阈值是 8字节* 240 = 1920字节 (数组是usizes数组，因此长度乘以8字节，假设 x86-64 CPU)。在该问题中的基准测试中，是仅针对长度239执行的一个特定优化，所以导致了巨大的性能差异。

比如这段代码：

pub fn foo() -> usize {
    let arr = [0; 240];
    let mut s = 0;
    for i in 0..arr.len() {
        s += arr[i];
    }
    s
}

你在 godbolt 编辑器中查看生成的汇编代码，比较240和239，会发现有很大区别。比如当239的时候生成：

movdqa  xmm1, xmmword ptr [rsp + 32]
movdqa  xmm0, xmmword ptr [rsp + 48]
paddq   xmm1, xmmword ptr [rsp]
paddq   xmm0, xmmword ptr [rsp + 16]
paddq   xmm1, xmmword ptr [rsp + 64]
; more stuff omitted here ...
paddq   xmm0, xmmword ptr [rsp + 1840]
paddq   xmm1, xmmword ptr [rsp + 1856]
paddq   xmm0, xmmword ptr [rsp + 1872]
paddq   xmm0, xmm1
pshufd  xmm1, xmm0, 78
paddq   xmm1, xmm0

就是所谓的循环展开: LLVM将循环体粘贴一段时间，以避免执行那些“循环管理指令”，即循环变量的增量，检查循环是否结束和跳转。（可以自行对比一下240的输出）。但是，即便循环不展开，也不会造成80倍的性能差异。所以，实际上那个性能测试代码嵌套循环导致的（LLVM生成的代码基本上首先只执行内部循环(计算总和)，然后通过多次累加总和来模拟外部循环！）。最好要使用Rust的惯用法： arr.iter().sum()，这样就不会产生80倍的性能差异了。

Rust 1.37 预发布测试

#Stable

RUSTUP_DIST_SERVER=https://dev-static.rust-lang.org rustup update stable

新版本中有一些新特性：

cfg 和 cfg_attr 中可以用泛型参数了
可以对枚举值使用类型别名了

type MyOption = Option<u8>;

fn increment_or_zero(x: MyOption) -> u8 {
    match x {
        MyOption::Some(y) => y + 1,
        MyOption::None => 0,
    }
}

可以用_来定义常量：const _: u32 = 5;
Rust 2015 edition 的宏现在支持 ?语法
mem::MaybeUninit和T已经实现ABI兼容，MaybeUninit共享T的大小、对齐方式和ABI。

1.37 Release Notes: https://github.com/rust-lang/rust/blob/stable/RELEASES.md#version-1370-2019-08-15

Reddit讨论：CppCon 2017 - 在Facebook上反复出现的 C++ bug

#Facebook

该贴主提到，他看了Facebook工程总监在CppCon 2017的分享，其中谈到Facebook中经常出现的Bug，他认为，这些Bug是用Safe Rust完全不会写出来的Bug。

以下是这些bug的概述:

Bug #1: 越界访问。C++的std::vector的索引运算符不进行边界检查。演讲者称之为“可能是每个代码库中问题的最大原因”。Rust's Vec总是进行边界检查，除非您使用Unsafe。
Bug #2: 如果你搜索的关键字不在map中，那么std::map的索引运算符将创建一个默认元素。真奇怪。Facebook发生了两起重大事故，Map显示了一些设置，打印设置时偷偷插入了值为0的新设置。Rust的哈希映射不可能做到这一点。要在Rust中获得这样的行为，您必须使用entry() API对其进行显式编程。
Bug #3: 试图避免不必要的复制通常会导致对已经不存在的临时成员的引用（悬垂指针）。C++没有借用检查器来检测这一点。Rust会。
Bug 4: volatile。它不会使代码线程安全，但是人们还是这样使用它。Safe Rust根本没有volatile。
Bug 5: std::shared_ptr线程安全吗？是像Rc还是像Arc？嗯，这很复杂。它很像Arc，但是如果你实际上在多线程环境中使用它，你仍然有可能出错。Rust既有rc又有Arc，它会阻止你将Rc发送到不同的线程。
赠送的Bug : 人们经常解引用std::shared_ptr，并在不保留std::shared_ptr的情况下对结果进行引用。Rust的借用检查在这里拦住你。
Bug #6: 由于C++语法中的一个怪癖，很容易编写看起来像std::mutex的代码，但是实际上它正在创建一个与std::mutex同名的std::unique_lock，隐藏它但不锁定它。这里真正的问题是，在C++中，std::mutex没有连接到它所保护的数据，而在Rust中，如果不锁定它，就根本不可能访问受Mutex<T>保护的数据。
附送的Bug : 在C++中，很容易意外地对事物进行深度复制(Clone)。演讲者和听众中的一个人理所当然地指出，这真的没什么大不了的，事实上，许多bug(见bug #3)都是通过避免不必要的拷贝而引入的。尽管如此，Rust在这里对你也有帮助，因为如果你想克隆一些东西，你通常需要显式地做。
附送的又一个bug:“我们有很多与异步编程相关的生命周期问题，”演讲者说。他称之为“非常关键”和“最重要的缺陷之一”。如果说Rust擅长什么，那就是“与异步编程相关的生命周期问题”。