快速编译或快速执行:两者兼得!

主要观点

  • 高性能计算的关键是只做真正需要做的事,可通过减少数据移动和不必要分支来实现,且要在运行时保持灵活性和可配置性。
  • 即时编译(JIT)可在用户请求时生成代码,结合了解释型方法的灵活性和手写代码的性能。
  • 代码生成在很多地方都存在,如浏览器引擎、数据库系统等,通过生成代码来处理数据。
  • 手动解析二进制数据速度快,但对于不同查询需大量程序员,解释型方法虽可处理不同输入格式但性能会下降,而代码生成可兼顾两者。
  • 比较了手写代码、解释型代码和代码生成的性能,代码生成在某些情况下比手写代码快两倍以上。
  • 行主数据存储在处理某些查询时性能优于列主和向量存储,CedarDB 利用代码生成在回答任意查询时速度快。

关键信息

  • 介绍了不同类型数据的编码方式,如uint64_t为 8 字节,uint32_t为 4 字节。
  • 展示了手动解析二进制数据的 C++代码和解释型方法的代码,后者可处理不同输入格式但性能下降。
  • 详细说明了代码生成的过程,包括生成 C 代码、编译和链接代码以及运行代码。
  • 给出了性能测试结果,手写代码和代码生成性能相当,解释型方法性能较差。
  • 提到 CedarDB 利用代码生成,其运算符产生自定义中间表示,可编译到不同后端。

重要细节

  • 浏览器引擎如 Chrome 的 V8 利用代码生成编译 javascript。
  • 数据库系统在解析 SQL 和读取文件等步骤中使用代码生成。
  • 代码生成时选择 C 语言而不是 C++,因为编译速度快,CedarDB 甚至使用自己的编程语言。
  • 在 MacBook Air 上测试性能,生成数据需 1.7 秒,手写和代码生成版本吞吐量为 65GB/s,即时编译 C 代码需 1 毫秒。
  • 不同基准测试中,字符串编码为可变长度时性能下降,代码生成仍比解释型方法快两倍以上。
  • CedarDB 的代码生成后端在吞吐量和延迟方面的表现,以及与其他后端的比较。
  • 给出了基准测试代码main.cpp,包括各种数据处理函数和性能测试部分。
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