Rust/WebAssemblyのトラブルに効くデバッグ＆高速化テクニック

Rust言語で作るWebバイナリファイル「WebAssembly」入門 第5回

プログラムの実行時間を測定するログ出力

　ログ出力時に時間を測定して表示させることもできます。計算の繰り返し回数を指定して円周率を計算する、図4のサンプルで利用方法を説明します。円周率を計算する処理の詳細は第3回も参照してください。

図4 プログラムの実行時間をログ出力するサンプル（p002-time-profile）

　このサンプルではプログラムの実行時間を測定するために、JavaScriptの「window.performance.nowメソッド」と「console.time / timeEndメソッド」を利用しています。それぞれをRustから利用するための実装内容を以下で説明します。

Webページ表示からの経過時間を返すwindow.performance.nowメソッド

　window.performance.nowメソッドは、Webページを表示してからの経過時間をミリ秒で返却するJavaScriptのメソッドです。図4で「実行1」をクリックすると、このメソッドを利用して測定した時間が、図5の通りコンソールに出力されます。

図5 window.performance.nowメソッドで出力したログ（p002-time-profile）

　window.performance.nowメソッドをRustから利用するには、console.logやerrorメソッド同様、web_sysクレートを利用して、リスト8の通り実装します。

［リスト8］window.performance.nowメソッドでWebページ表示からの経過時間を取得するRustの実装（p002-time-profile/src/lib.rs）

fn now() -> f64 {
    web_sys::window()                         //（1）
        .expect("should have a Window")       //（2）
        .performance()                        //（3）
        .expect("should have a Performance")  //（4）
        .now()                                //（5）
}

　（1）で、web_sys::window()メソッドを実行して、WindowオブジェクトのOptionを取得します。Optionは、ある値が存在するかどうかを表す列挙型で、（2）のexpectメソッド実行時に値（ここではWindowオブジェクト）が存在すればそれを返却し、存在しなければexpectメソッドの引数に指定した文言とともにパニックを起こします。そのため、（3）のperformanceメソッドを実行する時点では、Windowが存在することが保証されます。performanceメソッドの戻り値についても（4）のexpectでPerformanceの存在を検証してから、（5）のnowメソッドを実行します。この一連の記述により、JavaScriptのwindow.performance.nowメソッドをRustから実行できます。

　サンプルコードではリスト9の処理で、繰り返し計算10万回ごとに、処理開始からの時間をコンソールに出力します。

［リスト9］10万回に1回、処理の経過時間をコンソールに出力する処理（p002-time-profile/src/lib.rs）

let start_time = now(); // 処理開始時間
（略）
if i % 100000 == 0 {
    // 現在の時間を取得
    let cur_time = now();
    // 現在の時間-処理開始時間をコンソールに出力
    web_sys::console::log_1(&format!("itr[{}]: {}", i, cur_time - start_time).into());
}

　なお、リスト8、9を実行するには、web_sysでWindow、Performanceを利用することを明示的にCargo.tomlに記述する必要があります（リスト10）。

［リスト10］web_sys::window、performanceを利用するための設定（p002-time-profile/Cargo.toml）

[dependencies.web-sys]
version = "0.3"
features = [
  "console",
  "Window",     # 追加
  "Performance" # 追加
]

特定処理の間の時間を計るconsole.time / timeEndメソッド

　console.timeメソッドとtimeEndメソッドは、特定処理の間の時間を計るJavaScriptのメソッドです。console.timeメソッドを呼んでからtimeEndメソッドを呼ぶまでの時間が取得できます。図4で「実行2」をクリックすると、このメソッドを利用して測定した時間が、図6の通りコンソールに出力されます。

図6 console.time / timeEndメソッドで出力したログ（p002-time-profile）

　console.time / timeEndメソッドをRustで利用するには、リスト11の通り、web_sys::console::time_with_labelおよびconsole::time_end_with_labelメソッドを利用します。

［リスト11］console.time / timeEndメソッドを利用するRust実装（p002-time-profile/src/lib.rs）

// 時間計測を開始 ...（1）
web_sys::console::time_with_label("console.time/timeEndを利用");
while i <= count {
（略）
    // 100,000ループに1回、時間を計測
    if i % 100000 == 0 {
        // 時間計測を終了 ...（2）
        web_sys::console::time_end_with_label("console.time/timeEndを利用");
        // 次の時間計測を開始 ...（3）
        web_sys::console::time_with_label("console.time/timeEndを利用");
    }
（略）
}
// 時間計測を終了 ...（4）
web_sys::console::time_end_with_label("console.time/timeEndを利用");

　（1）や（3）のtime_with_labelメソッド実行時から時間計測が開始され、（2）や（4）のtime_end_with_labelメソッド実行時に計測した時間をコンソールに出力します。引数のラベルが同じtime_with_labelとtime_end_with_labelメソッドが対になります。