18-Rust性能优化todo

精要笔记 · 基于 Rust语言圣经「Rust 性能优化」

Rust 性能优化

本章仅提炼源码中已有正文（非 TODO 占位）。完整专题见 shengJing/_src/src/profiling/。

Copy 与 move 基础

实现 Copy 的类型赋值时复制值；未实现 Copy 的类型则转移所有权：

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let x = 1;
let y = x;           // Copy，x 仍可用
println!("{x}");

let s = "aaa".to_string();
let s1 = s;          // move，s 不可用
// println!("{s}");  // 编译错误

堆上数据 move 通常只复制指针；性能极高。

move 时的「深拷贝」假象

大数组在栈上的结构体 move 时，若用 println! 打印内部地址，可能看到地址变化——看似深拷贝，实为栈复制 + 观测阻止优化：

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struct LargeArray { a: [i128; 10000] }

impl LargeArray {
    fn transfer(mut self) -> Self {
        println!("{:?}", &mut self.a[1] as *mut i128);
        self.a[1] += 23;
        self
    }
}
// 三次 println 可能输出三个不同地址

原因链：

1. [i128; 10000] 在栈上 → move = 整段栈复制
2. 无 println 时，编译器可消除多余 move 复制（见汇编对比）
3. println! 读取中间状态 → 优化失效 → 复制发生

实践：

• 优先 &mut self，避免不必要所有权转移
• 大结构用 Box<[T; N]> 放堆上，move 只复制指针
• 或信任编译器优化，避免在 hot path 观测中间地址

糟糕的提前优化

Rust + LLVM 会内联并消除多余函数调用。合理分层 ≠ 性能损失；先写清晰代码，再 profile 定位热点。

Clone 与 Copy

• Copy：栈上浅拷贝，编译器自动复制
• Clone：可能堆分配与深拷贝；热点路径应减少 clone()

派生 Copy 要求所有字段均为 Copy；Clone 同理递归。

减少 runtime 检查

边界检查

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// 索引循环 — 每次 bounds check
for i in 0..collection.len() {
    let item = collection[i];
}

// 迭代 — 编译期可证明合法，通常无 bounds check
for item in collection { /* ... */ }

优先 for item in iter、迭代器链式操作；必要时用 get_unchecked（需 unsafe 并自证安全）。

待补专题（源码 TODO）

以下小节在源仓库尚未成文，详见 shengJing/_src/src/profiling/：

• 内存布局、分配器、CPU 缓存、Enum 优化
• 计算性能、堆栈、profiling 工具链
• LLVM、编译速度优化