Ruby Benchmark を使ってみる

Rubyのモジュールとして提供されているBenchmarkを使用してプログラム実行時のCPU処理にかかった時間を知ることができます。
Benchmarkとは本来[基準, 指標]などの意味があり、よくソフトウェアの性能を定量的に比較するためにベンチマークテストが行われる。

公式ドキュメントを参照して、簡単なものを実行

require 'benchmark'

Benchmark.benchmark(Benchmark::CAPTION, 10, Benchmark::FORMAT) do |x|
  x.report("for_in: ") { for i in 1..1000; a = "test"; end }
  x.report("times: ") { 1000.times do ; a = "test"; end }
  x.report("upto: ") { 1.upto(1000) do ; a = "test"; end }
end

# ↓ 出力結果
                 user     system      total        real
for_in:      0.001906   0.000002   0.001908 (  0.001909)
times:       0.001160   0.000004   0.001164 (  0.001167)
upto:        0.000685   0.000001   0.000686 (  0.000687)
=> [#<Benchmark::Tms:0x00007fe2fe9547a8 @label="for_in: ", @real=0.0019089998677372932, @cstime=0.0, @cutime=0.0, @stime=2.000000000002e-06, @utime=0.0019059999999999633, @total=0.0019079999999999653>, #<Benchmark::Tms:0x00007fe2fe9be5e0 @label="times: ", @real=0.0011669998057186604, @cstime=0.0, @cutime=0.0, @stime=4.000000000004e-06, @utime=0.0011600000000000499, @total=0.0011640000000000539>, #<Benchmark::Tms:0x00007fe2fe9ef870 @label="upto: ", @real=0.0006869998760521412, @cstime=0.0, @cutime=0.0, @stime=1.000000000001e-06, @utime=0.0006850000000000467, @total=0.0006860000000000477>]

行っていることは、以下３つのプログラムの実行速度を比較しています

• for i in 1..1000; a = "test"; end
• 1000.times do ; a = "test"; end
• 1.upto(1000) do ; a = "test"; end

benchmarkメソッドの各引数について、

• [第一引数] Benchmark::CAPTION
  • 出力結果の一行目に表示する文字列のことで上記の例でいう[user, system, total, real]がそれにあたります。
• [第二引数] 10
  • ラベルの幅, 出力結果userの前にあるスペースのマス数
• [第三引数] Benchmark::FORMAT
  • このモジュールがデフォルトで提供している実行結果のフォーマット。明示的に指定しなくても上記の例と同じ結果が得られます。

出力結果の意味を以下の表にまとめてみました

user	system	total	real
User CPU timeとよばれるもので、 プログラムのコードの実行に費やされた時間のこと。Rubyの処理系が働いた時間。	System CPU timeとよばれるもので、 OSのコードが実行された時間のこと。	合計時間(user + system)	実経過時間

以上のことから、
for ~ in, times, uptoの内、timesを使うといちばん早く繰り返し処理できる

参考

https://docs.ruby-lang.org/ja/latest/class/Benchmark.html