Изменения

Описанные выше функции {{Inline-<code|>system.time()|lang="rsplus"}}</code>, {{Inline-<code|>benchmark()|lang="rsplus"}}</code>, {{Inline-<code|>microbenchmark()|lang="rsplus"}} </code> позволяют оценить общее время выполнения выражения и нивелировать возможные вариации за счет множества попыток, однако для более полной оценки и определения стратегии оптимизации кода необходимо также выявлять и «узкие» места в выполняемом коде. К подобным «узким» местам можно отнести те вызовы, которые занимают наибольшее количество времени или расходуют больше всего памяти (при профилирования расхода памяти). Существуют специальные пакеты, предназначенные для организации профилирования или для более наглядной демонстрации результатов, однако далее пойдет речь о функции {{Inline-<code|>Rprof()|lang="rsplus"}} </code> из пакета {{Inline-<code|>base|lang="rsplus"}}</code>.

Принцип работы функции {{Inline-<code|>Rprof()|lang="rsplus"}} </code> таков: с заданным интервалом (аргумент {{Inline-<code|>interval|lang="rsplus"}}</code>) делаются «снимки» вызовов и записываются в файл. Следует помнить о том, что {{Inline-<code|>Rprof()|lang="rsplus"}} </code> делает «снимки» каждые 0.02 секунды (значение по умолчанию), поэтому если выражение выполняется быстрее, то {{Inline-<code|>Rprof()|lang="rsplus"}} </code> не сможет его отследить. В таком случае периодичность «снимков» можно задать вручную с помощью аргумента {{Inline-<code|>interval|lang="rsplus"}}</code>. Также можно увеличить объём данных, чтобы код выполнялся дольше.

Ещё одной специфической особенностью профилирования является то, что при профилирования записываются абсолютно все вызовы. Например, если вы используется функцию {{Inline-<code|>replicate()|lang="rsplus"}} </code> для организации повторного выполнения выражения, то вызовы {{Inline-<code|>replicate()|lang="rsplus"}} </code> также будут записаны в лог, что может затруднить его анализ. Аналогичная ситуация будет происходить при вызове скрипта через функцию {{Inline-<code|>source()|lang="rsplus"}}</code>

Посмотреть путь и имя временного файла лога можно, введя имя переменной {{Inline-<code|>tmp.log|lang="rsplus"}}</code>:

Рассмотрим результаты профилирования функции {{Inline-<code|>desc()|lang="rsplus"}}</code>:

Результатом подобных операций является 2 таблицы, отсортированные по разным основаниям: по времени выполнения функции ({{Inline-<code|>self.time|lang="rsplus"}}</code>) и общему времени выполнения функции ({{Inline-<code|>total.time|lang="rsplus"}}</code>). В столбцах представлены абсолютные и относительные (в процентах) показатели времени выполнения.

При профилировании скриптов включение опции {{Inline-<code|>line.profiling|lang="rsplus"}} </code> проставляет номера строк в которых производился вызов, что позволяет проанализировать производительность всего кода:

Также может оказаться полезной функция {{Inline-<code|>flatProfile()|lang="rsplus"}} </code> из пакета {{Inline-<code|>proftools|lang="rsplus"}}</code>. Данная функция выводит таблицу, сходную с таблицей «by.total» возвращаемую функцией {{Inline-<code|>summaryRprof()|lang="rsplus"}}</code>, в одну и сортирует их по общему времени выполнения в процентах или по времени выполнения функции в процентах, если указать {{Inline-<code|>byTotal = FALSE|lang="rsplus"}}</code>:

Функция интересна тем, что предоставляет более компактный вывод при той же информативности, что и функция {{Inline-<code|>summaryRprof()|lang="rsplus"}}</code>.

Пакет {{Inline-<code|>profr|lang="rsplus"}} </code> предоставляет несколько функций для упрощения процесса профилирования, а также позволяет графически представить результаты профилирования. Результаты работы функции {{Inline-<code|>profr|lang="rsplus"}} </code> представляют собой таблицу, с хронологическим перечислением вызовов. Поэтому при использовании данной функции необходимо использовать однократное выполнение выражения. Вышеприведённый листинг по профилированию работы функции {{Inline-<code|>desc()|lang="rsplus"}} </code> будет выглядеть следующим образом:

Графическое представление результатов профилирования осуществляется с помощью стандартной функции {{Inline-<code|>plot()|lang="rsplus"}} </code> или {{Inline-<code|>ggplot()|lang="rsplus"}}</code>:

Рассмотрим ещё один способ представления результатов профилирования --- функция {{Inline-<code|>proftable()|lang="rsplus"}}</code>, написанная Noam Ross. Исходный код данной функции доступен под лицензией GNU GPL v2 и размещён в открытом доступе на [https://github.com/noamross/noamtools/blob/master/R/proftable.R github].

Мы переработали данную функцию, удалив зависимость от пакета {{Inline-<code|>plyr|lang="rsplus"}} </code> и существенно ускорив её. Код модифицированного варианта доступен в [https://bitbucket.org/psylab/r-scripts/src/master/proftable.R git-репозитории]. Импортировать данный скрипт можно с помощью функции {{Inline-<code|>source_url()|lang="rsplus"}}</code>, которая входит в состав пакета {{Inline-<code|>devtools|lang="rsplus"}}</code><ref>Штатная функция {{Inline-<code|>source()|lang="rsplus"}} </code> из пакета {{Inline-<code|>base|lang="rsplus"}} </code> не поддерживает загрузку файлов по протоколу https.</ref>:

Для корректной работы функции {{Inline-<code|>proftable()|lang="rsplus"}} </code> необходимо провести профилирование с включённой опцией {{Inline-<code|>line.profiling|lang="rsplus"}}</code>. Для удобства последующего анализа результатов можно сохранить функцию и её вызов в файл скрипта и вызывать его с помощью функции {{Inline-<code|>source()|lang="rsplus"}}</code>. Скрипт для профилирования имеет следующее содержимое:

Результаты работы функции {{Inline-<code|>proftable()|lang="rsplus"}} </code> представлены ниже.

Разберём вывод функции {{Inline-<code|>proftable()|lang="rsplus"}}</code>. В первом столбце отображается время выполнения того или иного вызова, во втором --- название вызываемой функции. Далее по цепочке приведена иерархия вызовов. Весь вывод отсортирован по времени выполнения вызовов по убыванию. Вывод наглядно демонстрирует наиболее медленные вызовы вплоть до самого низкого уровня иерархии.

Обратите внимание, что функция {{Inline-<code|>proftable()|lang="rsplus"}} </code> имеет второй аргумент --- {{Inline-<code|>lines|lang="rsplus"}}</code>, который отвечает за количество строк в выводе (значение по умолчанию - 10).

Из примера выше мы можем сделать вывод, что наиболее медленной функцией из состава функции {{Inline-<code|>desc()|lang="rsplus"}} </code> является функция {{Inline-<code|>median()|lang="rsplus"}}</code>, которая через некоторую последовательность вызовов вызывает функцию {{Inline-<code|>sort.int()|lang="rsplus"}}</code>. Именно функция {{Inline-<code|>sort.int()|lang="rsplus"}} </code> является наиболее «узким» местом всех расчётов.

Иногда, чтобы выяснить какой функции принадлежит тот или иной вызов, приходится анализировать содержимое функций. Чтобы увидеть содержимое функции, можно воспользоваться функцией {{Inline-<code|>getAnywhere()|lang="rsplus"}}</code>. Например:

Вместо функций {{Inline-<code|>median()|lang="rsplus"}} </code> и {{Inline-<code|>sd()|lang="rsplus"}} </code> мы использовали общеизвестные формулы. А для расчёта медианы была взята часть оригинальной функции {{Inline-<code|>median.default|lang="rsplus"}}</code>, в которой вызов функций {{Inline-<code|>sort()|lang="rsplus"}} </code> был заменён на более быстрый вызов {{Inline-<code|>.internal(psort)|lang="rsplus"}}</code>.