ベンチマークパターン
os.clockを使って信頼できるマイクロベンチマークを記述し、よくある落とし穴を避けます。
「ベンチマークパターン」はCoddyKit上の無料Lua Academyレッスンです。 これはレッスン4/4です。 下記で完全なレッスンを無料で読むことができます。その後、ブラウザ内の組み込みコードエディタと24時間対応のAIチューターでハンズオン演習できます。 これはLua Academy学習パスの一部であり、ウェブとCoddyKitアプリ全体で進捗が同期されます。 Lua Academyコースには全4レッスンが含まれています。
ベンチマークを行う理由
マイクロベンチマークは、特定のコード断片の性能を単独で測定します。直感に頼らず、最適化によって実際に速度が向上したかどうかを検証できます。
基本的なベンチマークのテンプレート
コードをループで囲み、os.clock()で経過時間を測定して、反復回数で割ります。
local N = 1e6
local t0 = os.clock()
for i = 1, N do
-- code to benchmark
end
local elapsed = os.clock() - t0
print(("%.2f ns/op"):format(elapsed / N * 1e9))ウォームアップパス
計測前にウォームアップパスを実行し、LuaJITにトレースをコンパイルさせます。ウォームアップを行わないと、最初の計測にはJITコンパイルのオーバーヘッドが含まれます。
for i = 1, 1000 do hotFunction(i) end -- warm up
local t0 = os.clock()
for i = 1, N do hotFunction(i) end
local elapsed = os.clock() - t0デッドコード削除を防ぐ
JITは、結果が使われていない計算を削除することがあります。結果を変数に累積して、ベンチマークが正しく計測されるようにしてください。
local sum = 0
for i = 1, N do sum = sum + math.sin(i) end
print(sum) -- prevent elimination2つのアプローチを比較する
同じ条件で代替実装のベンチマークを行います。OSのスケジューリングによるノイズを最小限に抑えるため、交互に実行するか、複数回実行してください。
local function approach1() -- ...
end
local function approach2() -- ...
end
local function bench(fn, n)
local t = os.clock()
for _ = 1, n do fn() end
return os.clock() - t
end
print("A:", bench(approach1, 1e5))
print("B:", bench(approach2, 1e5))統計分析
ベンチマークを複数回実行し、最小値、最大値、中央値を計算します。GCによる一時停止やOSのスケジューリングに起因する外れ値は除外してください。
メモリのベンチマーク
実行時間と合わせてメモリ割り当ても測定します。
collectgarbage("collect")
local mem0 = collectgarbage("count")
-- ... run operation ...
collectgarbage("collect")
local mem1 = collectgarbage("count")
print(("Memory delta: %.1f KB"):format(mem1 - mem0))GCの干渉を避ける
純粋な計算時間を測定するため、計測前にGCを停止します。計測後に再開してください。
collectgarbage("stop")
local t0 = os.clock()
for i = 1, N do -- ... end
print(os.clock() - t0)
collectgarbage("restart")現実的なベンチマークとマイクロベンチマーク
マイクロベンチマークでは小さなコード断片を最適化できますが、実環境での性能を反映するとは限りません。改善効果は必ずアプリケーション全体のプロファイルで検証してください。
ベンチマーク用ユーティリティ
再利用可能なbenchmark(name, fn, iters)ユーティリティを作成し、すべてのベンチマークで一貫した書式の結果を出力できるようにします。
local function benchmark(name, fn, iters)
iters = iters or 1e5
for _ = 1, iters // 10 do fn() end -- warm up
local t = os.clock()
for _ = 1, iters do fn() end
local ns = (os.clock() - t) / iters * 1e9
print(("%-30s %8.1f ns/op"):format(name, ns))
endCIでのベンチマーク
性能のリグレッションを検出するため、CIでベンチマークを実行します。ベンチマークが定義したしきい値（例：10%）を超えて悪化した場合は、アラートを出します。
ベンチマークに関する質問
LuaJITコードのベンチマークでウォームアップパスが重要なのはなぜですか？
まとめ：ベンチマークのパターン
ウォームアップパスを実行し、結果を使用してデッドコード削除を防ぎ、os.clock()で測定し、GCを制御し、安定した測定値を得るために複数回試行します。一貫性を保つため、再利用可能なベンチマーク用ユーティリティを作成してください。
よくある質問
「ベンチマークパターン」レッスンは無料ですか？
はい。「ベンチマークパターン」の完全なテキストはこのウェブで無料で読めます。インタラクティブに演習し（組み込みコードエディタと24時間対応のAIチューター）、Lua Academyコースの残りをアンロックするには、CoddyKit PROにアップグレードしてください。 Lua Academyコースには全4レッスンが含まれています。
「ベンチマークパターン」で何を学びますか？
os.clockを使って信頼できるマイクロベンチマークを記述し、よくある落とし穴を避けます。 ブラウザで直接実行するハンズオンコードでLua Academyを演習し、24時間対応のAIチューターがレッスンを進める中での質問に答えます。
Lua Academyを始めるのに経験は必要ですか？
事前経験は必要ありません。CoddyKitのLua Academyは初級者から上級者向けに構成されているため、ここから始めるか最初から始めて、自分のペースで進むことができます。 これはレッスン4/4です。
「ベンチマークパターン」レッスンにはどのくらい時間がかかりますか？
ほとんどのCoddyKitレッスンは約5～10分かかります。各レッスンはコンパクトでインタラクティブなので、着実に進歩し、ウェブとアプリ全体で正確に前回の場所から再開できます。
このLua Academyレッスンでコードを書いて実行できますか？
はい。すべてのLua Academyレッスンに組み込みコードエディタが含まれているため、ブラウザでリアルコードを書いて実行し、即座のAIフィードバックを取得できます。ローカル設定は不要です。