达夫设备(Duff's device)

发表于 | 分类于

达夫设备是什么？

在看《js高性能编程》这一本书的过程中，发现了其中一个处理循环的算法，书中称之为达夫设备。这到底是什么呢？来看看wiki的解释
达夫设备（英文：Duff’s device）是串行复制（serial copy）的一种优化实现，通过汇编语言编程时一常用方法，实现展开循环，进而提高执行效率。这一方法据信为当时供职于卢卡斯影业的汤姆·达夫于1983年11月发明，并可能是迄今为止利用C语言switch语句特性所作的最巧妙的实现。
达夫设备
说白了就是展开循环的变形

达夫设备的一个例子

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
var a = [0, 1, 2, 3, 4];
var sum = 0;
for(var i = 0; i < 5; i++)
  sum += a[i];
console.log(sum);

// 展开循环
var a = [0, 1, 2, 3, 4];
var sum = 0;
sum += a[0];
sum += a[1];
sum += a[2];
sum += a[3];
sum += a[4];
console.log(sum);

因为少做了循环，所以下面的代码执行效率高，而且随着循环数据越来越多，下的的执行效率会比上面的代码优势更大。
看一看完整版的达夫设备例子：

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
var iterations = 4000
var testVal = 0
// 原始循环
function doSlow()
{
   /* common code */

   for (l=1;l<iterations+1;l++)
   {
      testVal++;
   }

   /* common code */
}

// 达夫设备
function doDuffs()
{
   /* common code */

   n = iterations % 8;
   while (n--)
   {
      testVal++;
   }

   n = parseInt(iterations/8);
   while (n--)
   {
      testVal++;
      testVal++;
      testVal++;
      testVal++;
      testVal++;
      testVal++;
      testVal++;
      testVal++;
   }

   /* common code */
}

可以看出达夫设备将每次循环化解为隔八次循环一次，并非每个循环次数都能被8整除，上面的while循环是处理余数次数，因为少了循环次数，所以能提高性能。

性能

javascript_optimization可以在这个网站测试达夫设备的性能，下面是一个简单的性能截图，可以看到性能差距不是很大，但还是达夫设备快了一点点
达夫设备

总结

达夫设备不是银弹，只是一个小trick，性能提升的不是很明显。可能在老的机器上面有明显提升，而在新的浏览器针对循环性能做了优化后，优势全无。建议不要在实际代码中运用，导致代码可读性下降，得不偿失。