Julia pi 逼近缓慢

Question

我的 pi 近似代码与官方页面上的非常相似：

function piaprox()
    sum = 1.0
    for i = 2:m-1
        sum = sum + (1.0/(i*i))
    end
end

m = parse(Int,ARGS[1])
opak = parse(Int,ARGS[2])

@time for i = 0:opak
    piaprox()
end

当我尝试比较 C 和 Julia 的时间时，Julia 的速度明显变慢，m = 100000000 时几乎为 38 秒（C 的时间为 0.1608328933 秒）。为什么会这样？

Answer 1

julia> m=100000000 
julia> function piaprox()
           sum = 1.0
           for i = 2:m-1
               sum = sum + (1.0/(i*i))
           end
       end
piaprox (generic function with 1 method)

julia> @time piaprox()
 28.482094 seconds (600.00 M allocations: 10.431 GB, 3.28% gc time)

我想提一下来自 julia 文档的 Performance Tips 部分的两个非常重要的段落：

Avoid global variables 一个全局变量可能有它的值，并且 因此它的类型，随时改变。这使得很难 编译器使用全局变量优化代码。变量应该 尽可能是本地的，或者作为参数传递给函数.....

宏@code_warntype（或其函数变体code_warntype()）可以 有时有助于诊断与类型相关的问题。

julia> @code_warntype piaprox();
Variables:
  sum::Any
  #s1::Any
  i::Any

从@code_warntype 输出中可以清楚地看出，编译器无法识别piaprox() 中的局部变量类型。所以我们尝试声明类型并移除全局变量：

function piaprox(m::Int)
    sum::Float64 = 1.0
    i::Int = 0
    for i = 2:m-1
        sum = sum + (1.0/(i*i))
    end
end
julia> @time piaprox(100000000 )
  0.009023 seconds (11.10 k allocations: 399.769 KB)
julia> @code_warntype piaprox(100000000);
Variables:
  m::Int64
  sum::Float64
  i::Int64
  #s1::Int64

编辑

正如@user3662120 评论的那样，答案的超快速行为是错误的结果，没有返回值 LLVM 可能会忽略 for 循环，通过添加返回行 @time 结果将是：

julia> @time piaprox(100000000)
  0.746795 seconds (11.11 k allocations: 400.294 KB, 0.45% gc time)
1.644934057834575