लुआ + एफएफआई बनाम जावास्क्रिप्ट

यह लघु लेख एक लेख होने का दिखावा नहीं करता है।

पिछली बार, मैंने एक उदाहरण के रूप में एक सरल किरण अनुरेखक का उपयोग करके विभिन्न ब्राउज़रों में लुआजिट 2.0 बीटा 5 और जावास्क्रिप्ट की तुलना की। तुलना परिणाम: क्रोम में क्रोम ने 20,000 RPS स्कोर किया और प्रथम स्थान लिया, और LJJIT - 5,000 RPS और अंतिम स्थान।

LuaJIT 2.0 बीटा 6 की रिलीज़ के साथ, स्थिति बदल गई है: Lua क्रोम के शीर्ष पर आसानी से बाहर आ गया। आइए देखें कि यह कैसे निकला।



कल्पना करें कि आपके पास एक बड़ा सरणी है जिसे संख्याओं से भरना होगा। आप यह कैसे करते हैं? यहाँ Lua पर एक उदाहरण कार्यान्वयन है:

a = {} for i = 1, n do a[i] = i*i - 0.5 end 

बड़े एन के लिए, यह बहुत धीमी गति से काम करता है: लूआ अग्रिम में नहीं जानता कि सरणी किस आकार की होगी और इसलिए इस सरणी के आकार को गतिशील रूप से बढ़ाने के लिए मजबूर किया जाता है। लुआ को यह भी पता नहीं है कि सरणी के सूचक 1. रेंज में संख्याएँ हैं। और मान पूर्णांक हैं, इसलिए उसे सबसे खराब स्थिति पर भरोसा करना पड़ता है जब वे एक बार इस तरह से लिखते हैं:

 a['qqq'] = {red = 1, green = 0.5, blue = 0.8} 

यह बहुमुखी प्रतिभा कार्यक्रम को धीमा कर देती है। मैं किसी तरह लुआ को सूचित करना चाहूंगा कि हमारे पास फ़ॉर्म की एक सरणी है "डबल ए [एन]"। आप इसे मानक Lua टूल के साथ नहीं कर सकते हैं, लेकिन आप Lua में एक एक्सटेंशन जोड़ सकते हैं - यह भाषा को अनुमति देता है - और आपको जो आवश्यक है वह प्राप्त कर सकता है। इस विस्तार को एफएफआई कहा जाता है। यहाँ सरणी समस्या को हल करने का तरीका बताया गया है:

 ffi = require'ffi' a = ffi.new('double[?]', 1 + n) for i = 1, n do a[i] = i*i end 

यह सरल कोड परिवर्तन गति को कई गुना बढ़ा देता है और स्मृति को काफी कम कर देता है। बस एक किरण अनुरेखक के लिए आपको क्या चाहिए।

पिछली किरण अनुरेखक में एक तालिका होती है जिसमें फूल होते हैं - तीन क्षेत्रों वाली छोटी मेजें। प्रत्येक पिक्सेल के माध्यम से एक किरण लॉन्च की गई थी, इसके रंग की गणना की गई थी, और यह रंग तालिका में गिर गया। यह कुछ इस तरह देखा गया:

 pixels = {} for x = 1, width do for y = 1, height do local color = raytrace(x, y) pixels[y*width + x] = color end end 

ऑपरेशन के दौरान, यह पिक्सेल तालिका बढ़ी, एक नया तत्व जोड़ने का समय भी बढ़ गया, और किरण ट्रेसर की गति गिर गई। परिणाम 5,000 आरपीएस (प्रति सेकंड किरणें) और अंतिम स्थान है।

एफएफआई के आगमन के साथ, एक सारणी के रूप में पिक्सेल तालिका का प्रतिनिधित्व करना संभव हो गया, अग्रिम में स्मृति आवंटित करना। एल्गोरिथ्म इस तरह बन गया है:

 ffi = require'ffi' pixels = ffi.new('float[?]', width*height*3) i = 0 for y = 1, height do for x = 1, width do local color = raytrace(x, y) pixels[i + 0] = color[1] pixels[i + 1] = color[2] pixels[i + 2] = color[3] i = i + 3 end end 

कोड पहले की तुलना में थोड़ा लंबा हो गया है, लेकिन अन्य स्थानों में कोड को सरल बनाया गया है: उदाहरण के लिए, बीएमपी फ़ाइल में इस तरह की सरणी को सहेजना आसान है। यह सरल अनुकूलन तीन काम करता है:

1. स्मृति की मात्रा 25 मेगाबाइट तक कम हो जाती है और ऑपरेशन के दौरान नहीं बढ़ती है।
2. किरण अनुरेखक की गति परिणामी छवि के आकार पर निर्भर नहीं करती है।
3. गति बढ़कर 40,000 आरपीएस हो जाती है

तुलना के लिए: पिछली तुलना का सबसे अच्छा परिणाम - जावास्क्रिप्ट + क्रोम - ने 20,000 आरपीएस प्राप्त किया और 150 एमबी मेमोरी खर्च की।

नीचे परीक्षण के परिणाम आंशिक रूप से पिछली तुलना से लिए गए हैं। रेएट्रेस प्रोग्राम ने एक ही दृश्य को प्रत्येक पिक्सेल के माध्यम से 3 बीम पास करके 1000 × 1000 पिक्सल की स्क्रीन पर भेजा।

LuaJIT	40,000 आरपीएस	25 एमबी
क्रोम	20,400 आरपीएस	150 एमबी
ओपेरा	15,700 आरपीएस
फ़ायरफ़ॉक्स	9,300 आरपीएस
एक्सप्लोरर	9,000 आरपीएस

यह कहना बाकी है कि लुआ रास्टर ट्रेसर मैंने सीधा लिखा और वैक्टर पर प्रत्येक ऑपरेशन के साथ (इसके अलावा, एक संख्या से गुणा) परिणाम के साथ एक नया वेक्टर बनाता है। लगातार बनाए गए वैक्टर का यह झुंड कचरा बीनने वाले का काम करता है। यदि आप अतिरिक्त वैक्टर नहीं बनाते हैं, तो किरण ट्रेसर की गति और बढ़ जाएगी।

रे ट्रेसर जिसके बारे में मैंने झूठ बोला था । "Luajit main.lua" कमांड चलाएं। ल्यूजिट संस्करण कम से कम 2.0 बीटा 6 है।