分支预测对 Haskell 程序有多大影响？答案

【问题标题】：How much impact does branch prediction have on Haskell program?分支预测对 Haskell 程序有多大影响？
【发布时间】：2019-08-20 22:53:43
【问题描述】：

我正在对最坏情况输入（反向排序列表）和随机输入的插入排序进行基准测试。

import Control.Monad
import Data.List
import System.Random
import Control.Exception
import Control.DeepSeq
import Criterion.Main

--- Sorting ---
insertionSort :: (Ord a) => [a] -> [a]
insertionSort [] = []
insertionSort (x:xs) = x `insert` (sort xs)

--- Generators ---
worstCaseGen :: Int -> [Int]
worstCaseGen n = [n, n-1..1]

bestCaseGen :: Int -> [Int]
bestCaseGen n = [1..n]

randomGen :: Int -> StdGen -> [Int]
randomGen n = take n . randoms

--- Testing ---
main = do
  gen <- newStdGen
  randomList <- evaluate $ force $ randomGen 10000 gen
  defaultMain [
    bgroup "Insertion Sort" [ bench "worst" $ nf insertionSort (worstCaseGen 10000)
                            , bench "best" $ nf insertionSort (bestCaseGen 10000)
                            , bench "gen" $ nf last randomList
                            , bench "random" $ nf insertionSort randomList
                            ]
    ]

虽然随机输入的性能应该与最坏情况输入大致相同，但实际上基准测试显示它慢了大约 20 倍。我的猜测是分支预测开始了，随机情况很难预测，因此变得更慢。这是真的吗？

如果有帮助，这是我的 .cabal：

executable BranchPrediction
  main-is:             Main.hs
  build-depends:       base >=4.12 && <4.13,
                       random,
                       criterion ==1.5.4.0,
                       deepseq ==1.4.4.0
  default-language:    Haskell2010

【问题讨论】：

你是如何编译和测试你的代码的？
@MarcTalbot 如果有帮助，我已经在我的 .cabal 配置中进行了编辑。
所以你正在构建为未优化的代码？
@MarcTalbot 我认为 GHC 默认会进行优化？我确实尝试过-O0，但它并没有改变任何东西。甚至不是排序的速度。
GHC 默认不做优化。 -O0 表示“不做优化”，是默认值。 -O2 是第一个尝试启用优化的标志。

标签： haskell cpu branch-prediction

【解决方案1】：

在（假定为）递归案例中，您调用了 sort 而不是 insertionSort。这是一个运行优化的合并排序，它在 O(n) 时间内处理反向输入。因此，您的“最坏情况”实际上是所写算法的近乎最佳情况，而不是预期的。

【讨论】：