R:Оптимизация/Компиляция в байт-код

 Поделиться 

	Материал «R:Оптимизация/Компиляция в байт-код», созданный автором Артём Клевцов, публикуется на условиях лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.
	Вы можете свободно: делиться произведением – копировать, распространять и передавать данное произведение. создавать производные – переделывать данное произведение. При соблюдении следующих условий: указание авторства - Вы должны указывать авторство (источник) данного произведения в виде, установленном автором или лицензиаром (но ни в коем случае не таким образом, который наводит на мысль, что автор поддерживает вас или ваше использование данного произведения). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0 CC-BY-4.0 Creative Commons Attribution 4.0 true true

В данном материале рассматривается один из способов ускорения выполнения кода путём компиляции в байт-код. Байт-код - машинно-независимый код низкого уровня, генерируемый транслятором и исполняемый интерпретатором. Большинство инструкций байт-кода эквивалентны одной или нескольким командам ассемблера. Трансляция в байт-код занимает промежуточное положение между компиляцией в машинный код и интерпретацией.

Программа на байт-коде обычно выполняется интерпретатором байт-кода (обычно он называется виртуальной машиной, поскольку подобен компьютеру). Преимущество - в портируемости, т. е. один и тот же байт-код может исполняться на разных платформах и архитектурах. То же самое преимущество дают интерпретируемые языки. Однако, поскольку байт-код обычно менее абстрактный, более компактный и более «компьютерный», чем исходный код, эффективность байт-кода обычно выше, чем чистая интерпретация исходного кода, предназначенного для правки человеком.

В составе базовых пакетов R поставляется пакет compiler, который входит состав ядра R, но не загружается по умолчанию при старте R-сессии. Данный пакет включает в себя ряд функций для компиляции R-кода в байт-код.

Параметры компиляции

Все рассмотренные ранее функции из пакета compiler имеют опции, которые могут быть переданы в качестве аргументов функциям компиляции (аргумент options), или заданы глобально с помощью функции setCompilerOptions().

Рассмотрим эти опции:

• optimize --- определяет уровень оптимизации: принимает значения от 0 до 3 (по умолчанию 2);
• suppressAll --- управляет сообщениями: принимает значения TRUE или FALSE (по умолчанию code>FALSE</code>);
• suppressUndefined --- управление сообщения о неопределённых (undefined) переменных: может принимать значения TRUE или список имён переменных (по умолчанию ".Generic", .Method", ".Random.seed", ".self").

Получить текущее значение глобальных опций компиляции можно с помощью функции getCompilerOption():

КодR

<syntaxhighlight lang="r">> getCompilerOption("optimize") [1] 2 > getCompilerOption("suppressAll") [1] FALSE > getCompilerOption("suppressUndefined") [1] ".Generic" ".Method" ".Random.seed" ".self"</syntaxhighlight>

Компиляция функций и выражений

Компиляция функций осуществляется с помощью функции cmpfun(). Возьмём пример из документации к функции cmpfun(), вкотором предлагается сравнить производительность различных реализаций функции lapply(), а также их скомпилированных версий:

КодR

<syntaxhighlight lang="r"># old R version of lapply la1 <- function(X, FUN, ...) { FUN <- match.fun(FUN) if (!is.list(X)) X <- as.list(X) rval <- vector("list", length(X)) for(i in seq(along = X)) rval[i] <- list(FUN(X[[i]], ...)) names(rval) <- names(X) # keep `names' ! return(rval) } # a small variation la2 <- function(X, FUN, ...) { FUN <- match.fun(FUN) if (!is.list(X)) X <- as.list(X) rval <- vector("list", length(X)) for(i in seq(along = X)) { v <- FUN(X[[i]], ...) if (is.null(v)) rval[i] <- list(v) else rval[[i]] <- v } names(rval) <- names(X) # keep `names' ! return(rval) }</syntaxhighlight>

Скомпилируем эти функции в бат-код:

КодR

<syntaxhighlight lang="r">> la1c <- cmpfun(la1) > la2c <- cmpfun(la2) > lapplyc <- compfun(lapply)</syntaxhighlight>

Компиляция скриптов

Ещё одна возможность, предоставляемая пакетом compiler - это компиляция R-скриптов. Создание скомпилированных файлов осуществляется с помощью функции \texttt{cmpfile()}, а загрузка скомпилированных файлов с помощью функции loadcmp(). Если выходной файл не указан, то выходной файл имеет тоже имя, что и входной, но с расширением .Rc. Пример использования:

КодR

<syntaxhighlight lang="r">> cmpfile("script.R", "script.Rc") > loadcmp("script.Rc")</syntaxhighlight>