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性能优化技巧 - 位置利用

发布时间:2020-06-03 16:03:24 来源:网络 阅读:133 作者:raqsoft 栏目:大数据

SPL的特征之一是数据有序,适当地利用位置,可以显著提高性能。让我们先从一个典型场景开始,逐步掌握利用位置的各种技巧。

快速查询

对排序后的数据进行二分查找,可以获得较高的性能,但有些算法需用到原始顺序,看上去似乎不该再排序。比如下面的案例:

PerformanceRanking.txt有三个字段,分别是empID(销售员编号)、dep(部门名称)、amount(销售额)。该文件记录着各部门各销售员本季度的业绩排名,已按销售额逆序存放,现在需根据指定的销售员ID,计算出:他应当再增加多少销售额,才能提高业绩排名。如果该员工已经是第1名,则无需增加销售额。

本算法需要用排名高一位的销售员的销售额,减去该销售员的销售额,即对原始数据做相对位置计算。既然要用到原始顺序,似乎就不该再排序,否则两者难以互转,而且其他算法可能用到原始数据。这种思路下会把脚本写成这样:


AB
1=file("PerformanceRanking.txt").import@t()/读取数据
2=A1.pselect(empID:10)/不利用位置,按empID查询记录序号
3=A1.calc(A2,if(#>1,amount[-1]-amount,0))/在原始数据中做相对位置计算

上述脚本没有对数据排序,所以不能进行二分查找,性能不高。

事实上,我们可以在保留原始数据的前提下,利用位置进行排序,从而提高查询性能。脚本如下:


AB
5=oPos=A1.psort(empID)/排序后记录在原数据中的位置
6=index=A1(oPos)/利用位置制造排序数据
7=oPos(index.pselect@b(empID: 10))/二分查找,获得序号
8=A1.calc(A7,if(#>1,amount[-1]-amount,0))/在原始数据中做相对位置计算

A5:函数psort只获得排序后记录在原数据中的位置,并不会对原数据真正排序。

A6:利用oPos制造一份排序后的数据。注意,此时原数据不受影响,而且oPos可以作为排序后数据index和原始数据之间互转的桥梁。

A7:对排序后的数据做二分查找,并转回原始数据中对应的记录序号。

 

为了验证利用位置之前、之后两种算法的性能差别,可以随机取出销售员编号做参数,用循环模拟大量访问,并分别执行两种算法。如下:


AB
10=100000.(A1(rand(A1.len())+1).empID)/制造1万个empID
11=now()
12for A10=A1.pselect(empID:A12)
13
=A1.calc(B12,if(#>1,amount[-1]-amount,0))
14=interval@ms(A11,now())/不利用位置,耗时:13552毫秒
15

16=now()
17for A10=oPos(index.pselect@b(empID: A17))
18
=A1.calc(B17,if(#>1,amount[-1]-amount,0))
19=interval@ms(A16,now())/利用位置,耗时:165毫秒

       可以看到,利用位置后性能提高几十倍。例子中数据量较少,随着数据量的增加,性能差距会急剧拉大,这是因为遍历查找的时间复杂度为线性,而二分查找为对数。

快速对齐

函数align可将数据按序列对齐,比如输入条件:=pOrderList= [10250,10247,10248,10249,10251],将订单明细按该列表对齐,求每个订单的金额小计。代码如下:


A
1=connect("demo").query@x("select   orderID,productID,price,quantity from orderDetail")
2=A1.align@a(pOrderList,orderID).new(orderID,~.sum(price * quantity):小计)

但上述写法没有利用位置,性能因此不高。要想提高性能,可以将序列排序(手工建立索引表),再用二分法对齐,最后恢复为原顺序,代码如下:


A
1=connect("demo").query@x("select   orderID,productID,price,quantity from orderDetail")
2=oPos= pOrderList.psort()
3=index= pOrderList (oPos)
4=A1.align@ab(index,orderID).new(orderID,~.sum(price   * quantity):total)
5=A4.inv(oPos)

A2-A3:手工建立索引表。

A4:将订单明细表与订单列表对齐,求出金额小计。由于索引表有序,因此可用二分法对齐,即@b选项。

A5:将A4按原位置调整,与pOrderList的顺序保持一致。函数inv可按指定位置调整成员,这里按原位置调整成员,相当于恢复成原位置。

 

对利用位置前后的两种算法,模拟大访问量测试,可以看到性能提升显著:


AB
8=now()
9for A9=A1.align@a(A12,orderID).new(orderID,~.sum(price*quantity):total)
10=interval@ms(A11,now())/不利用位置,耗时43456毫秒
11

12=now()
13for A9=oPos=A16.psort()
14
=index=A16(oPos)
15
=A1.align@ab(index,orderID).new(orderID,~.sum(price*quantity):total)
16
=B18.inv(oPos)
17=interval@ms(A15,now())/利用位置,耗时7313毫秒
18=now()
19for A9=A1.align@a(A12,orderID).new(orderID,~.sum(price*quantity):total)
20=interval@ms(A11,now())/不利用位置,耗时43456毫秒

有序数据批量查询

有时要对有序数据进行批量查询,比如pOrderList=[10877,10588,10611,11037,10685],请统计符合该列表的订单的运货费合计,代码可以这样写:


AB
1=connect("demo").query@x("select   orderID,customerID,orderDate,shippingCharge from order order  by orderID")
2=pOrderList=[10877,10588,10611,11037,10685]/列表参数
3=A1.select(pOrderList.pos(OrderID)).sum(shippingCharge)/不利用位置,单次代码

解释:函数pos和select配合,可实现批量查询。其中函数pos可返回某个值在序列中的位置,如该值不在序列中,则返回null。函数select用于查询,当条件非null且非false时,可返回当前记录。

但上述代码没有利用位置,所以性能不高。

应当注意到,订单记录是有序的,所以可以用二分法取得符合条件的订单位置,再用位置取记录并计算。具体代码如下:


AB
5=A1.(orderID).pos@b(pOrderList)
6=A1(A5).sum(shippingCharge)/利用位置,单次代码

A1.(orderID)可取得orderID列,pos@b可针对有序数据,用二分法快速取得成员位置。A6按位置取数据。

 

对利用位置前后的两种算法,模拟大访问量测试,可以看到性能提升显著:


AB
8=A1.(OrderID)/性能测试准备
9=100000.(A1.(OrderID).sort(rand()).to(rand(100)))/随机生成100000个列表
10

11=now()
12for A9=A1.select(A12.pos(OrderID)).sum(shippingCharge)
13=interval@ms(A11,now())/不利用位置,85166毫秒
14

15=now()
16for A9=A1.(OrderID).pos@b(A16)
17
=A1(B16).sum(shippingCharge)
18=interval@ms(A15,now())/利用位置,3484毫秒



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