使用Rust Rayon库提升程序运行速度

本文是对 N倍性能提升！无痛Rust并行编程：Rayon库初体验^[1]^的学习与记录

有这样一段程序，计算1到1亿的连续数字之和

use std::i64;

fn main() {

    let arr:Vec<i64> = (1..1_0000_0000).collect();

    let result = sum_of_add(&arr);

    println!("{}",result);
}


fn sum_of_add(input: &[i64]) -> i64 {

    input.iter()
    .map(|&i| i + i)
    .sum()

}

添加部分代码，统计程序执行时间

use std::{i64, time::SystemTime};

fn main() {
    let arr: Vec<i64> = (1..1_0000_0000).collect();

    let time_a = SystemTime::now();

    let result = sum_of_add(&arr);

    println!("{}", result);

    let time_b = SystemTime::now().duration_since(time_a);
    println!("{:?}", time_b);
}

fn sum_of_add(input: &[i64]) -> i64 {
    input.iter().map(|&i| i + i).sum()
}

执行 cargo run --release, 输出:

9999999900000000
Ok(67.672ms)

考虑使用Rayon。这是一个并行计算库，利用work-steal思想，让负载不高的线程，去分担其他线程的工作

在cargo.toml文件的dependence处新增 rayon = "1.8"

在代码中use rayon::prelude::*;

同时将 input.iter().map(|&i| i + i).sum() 改为 input.par_iter().map(|&i| i + i).sum()即可。 par即parallel

即

use std::{i64, time::SystemTime};
use rayon::prelude::*;

fn main() {
    let arr: Vec<i64> = (1..1_0000_0000).collect();

    let time_a = SystemTime::now();

    let result = sum_of_add(&arr);

    println!("{}", result);

    let time_b = SystemTime::now().duration_since(time_a);
    println!("{:?}", time_b);
}

fn sum_of_add(input: &[i64]) -> i64 {
    input.par_iter().map(|&i| i + i).sum()
}

再次 cargo run --release

结果为:

9999999900000000
Ok(29.368ms)

提升了一倍有余。

如果不加 --release，相差更多。

rayon相关代码解析^[2]^

更多阅读

【每周一库】- Rayon 数据并行计算库^[3]^

Rust Cookbook 中文版-数据并行^[4]^ 和 Rust 烹饪书-并行任务^[5]^ 只有翻译的区别

参考资料

[1]

N倍性能提升！无痛Rust并行编程：Rayon库初体验: https://www.bilibili.com/video/BV1Rz4y1P791
[2]

rayon相关代码解析: https://github.com/cuishuang/explain-rust-source-code-by-chatgpt/tree/main/rayon
[3]

【每周一库】- Rayon 数据并行计算库: https://rustcc.cn/article?id=181e0a73-6742-42a9-b7a1-1c00bef436c2
[4]

Rust Cookbook 中文版-数据并行: https://rustwiki.org/zh-CN/rust-cookbook/concurrency/parallel.html
[5]

Rust 烹饪书-并行任务: https://llever.com/rust-cookbook-zh/concurrency/parallel.zh.html

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