バイナリ間のデータ変換における Dart のパフォーマンスを向上させるにはどうすればよいでしょうか? 質問する

ドイツの大企業 Future Technologies Group のコンサルティング業務で、約 6,000 行の Java サーバー側ソフトウェアを Dart に移植しました。これにより、Dart をサーバー上で効率的に使用できるかどうかという疑問に答えられるはずです。(クライアント側とサーバー側のプログラミングに 1 つの言語を使用するという、求められていた利点により、Dart が承認されることになります。)

Dart (実際に使ってみてとても楽しかった) について学んだ結果、Java に比べてパフォーマンスが 30 ～ 50% 低下するだろうと予想しましたが、いずれにしても、上記の決定プロセスのカットオフである 100% (2 倍遅い) より悪くはなりませんでした。

移植はスムーズに進みました。多くのことを学びました。ユニット テストは問題ありませんでした。しかし、パフォーマンスは極めて悪く、Java プログラムと比較して全体的に 7 倍も遅くなりました。

コードをプロファイリングすると、データ変換とファイル I/O という 2 つの主な原因が明らかになりました。何か間違っているのでしょうか? クライアントのところに戻って Dart の調査をキャンセルする前に、改善方法についてアドバイスを求めたいと思います。まずはデータ変換から始めましょう。これは、ネイティブ Dart データ型を、データの効率的な転送と保存に使用できるさまざまなバイナリ形式に変換することです。

通常、これらの変換は単純で非常に高速です。使用されている内部形式から実際に変換する必要がなく、ほとんどがバッファに格納されるからです。私は、プログラムでのこれらの変換の一般的な使用を何らかの形で反映するベンチマーク プログラムを作成しました。

import 'dart:typed_data';
import 'package:benchmark_harness/benchmark_harness.dart';

// Create a new benchmark by extending BenchmarkBase
class ConversionBenchmark extends BenchmarkBase {

  Uint8List result;

  ConversionBenchmark() : super("Conversion");

  // The benchmark code.
  void run() {
    const int BufSize = 262144; // 256kBytes
    const int SetSize = 64;     // one "typical" set of data, gets repeated
    ByteData buffer = new ByteData(BufSize);
    double doubleContent = 0.0; // used to simulate double content
    int intContent = 0;         // used to simulate int content
    int offset = 0;
    for (int j = 0; j < buffer.lengthInBytes / SetSize; j++) {
      // The following represents some "typical" conversion mix:
      buffer.setFloat64(offset, doubleContent); offset += 8; doubleContent += 0.123;
      for (int k = 0; k < 8; k++) { // main use case
        buffer.setFloat32(offset, doubleContent); offset += 4; doubleContent += 0.123;
      }
      buffer.setInt32(offset, intContent); offset += 4; intContent++;
      buffer.setInt32(offset, intContent); offset += 4; intContent++;
      buffer.setInt16(offset, intContent); offset += 2; intContent++;
      buffer.setInt16(offset, intContent); offset += 2; intContent++;
      buffer.setInt8(offset, intContent); offset += 1; intContent++;
      buffer.setInt8(offset, intContent); offset += 1; intContent++;
      buffer.buffer.asUint8List(offset).setAll(0, "AsciiStrng".codeUnits); offset += 10;
        // [ByteData] knows no other mechanism to transfer ASCII strings in
      assert((offset % SetSize) == 0); // ensure the example content fits [SetSize] bytes
    }
    result = buffer.buffer.asUint8List(); // only this can be used for further processing
  }
}

main() {
  new ConversionBenchmark().report();
}

package ylib.tools;

import java.nio.ByteBuffer;

public class ConversionBenchmark extends BenchmarkBase {

  public ByteBuffer result;

  public ConversionBenchmark() { super("Conversion"); }

  // The benchmark code.
  @Override protected void run() {
    final int BufSize = 262144; // 256kBytes
    final int SetSize = 64;     // one "typical" set of data, gets repeated
    ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(BufSize);
    double doubleContent = 0.0; // used to simulate double content
    int intContent = 0;         // used to simulate int content
    for (int j = 0; j < (buffer.capacity() / SetSize); j++) {
      // The following represents some "typical" conversion mix:
      buffer.putDouble(doubleContent); doubleContent += 0.123;
      for (int k = 0; k < 8; k++) { // main use case
        buffer.putFloat((float)doubleContent); doubleContent += 0.123;
      }
      buffer.putInt(intContent); intContent++;
      buffer.putInt(intContent); intContent++;
      buffer.putShort((short)intContent); intContent++;
      buffer.putShort((short)intContent); intContent++;
      buffer.put((byte)intContent); intContent++;
      buffer.put((byte)intContent); intContent++;
      buffer.put("AsciiStrng".getBytes());
      //assert((buffer.position() % SetSize) == 0); // ensure the example content fits [SetSize] bytes
    }
    buffer.flip(); // needed for further processing
    result = buffer; // to avoid the compiler optimizing away everything
  }

  public static void main(String[] args) {
    new ConversionBenchmark().report();
  }
}