大數據性能提升 - Duff 裝置介紹

Duff 裝置

Duff 裝置 指的是在使用 for 循環時，數據量超級大的時候，可以使用 do while 循環+ switch 的形式，或者使用升級式 do while 循環提高執行效率。

它的優化之處在於可以減少 i<iterations (i<arr.length) 的比較。通過 switch 枚舉的方式來分散比較計算。比如 iterations爲 100 時。要比較100次。但是使用以下 do while 循環+ switch 的方式只需要比較 Math.ceil(100/8)=13 次。

以下案例是數據量爲10000000（1千萬）時使用 for 循環和 Duff 裝置的對比。

for 循環

    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");

執行時間：

多次測試速度在10-15之間。這裏取個平均值 12ms。

do while 循環+ 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;
    }

執行時間：

多次測試速度在8ms-10ms之間。這裏取個平均值 9ms，比 for 循環速度提升 33% 左右。

升級版 do while 循環

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;
    }

執行時間：

多次測試速度在 5ms-7ms 之間。這裏取個平均值 6ms，比 for 循環速度提升 200% （即 2倍）左右。

備註

注意以上時間都只是取的平均值。計算出來的提升速度也是基於平均值。數據量越大，效果越明顯。數據量小就沒必要使用 Duff 裝置。