类型大小

缩小经常实例化的类型可以提高性能。

例如，如果内存使用量很高，像 DHAT 这样的堆分析器可以识别热点分配点和涉及的类型。缩小这些类型可以减少峰值内存使用量，并可能通过减少内存流量和缓存压力来提高性能。

此外，大于 128 字节的 Rust 类型会使用 memcpy 而不是内联代码进行复制。如果在分析中大量出现 memcpy，DHAT 的 “copy profiling” 模式将告诉您热点 memcpy 调用的确切位置和涉及的类型。将这些类型缩小到 128 字节或更小可以通过避免 memcpy 调用和减少内存流量来使代码更快。

测量类型大小

std::mem::size_of 给出了类型的大小（以字节为单位），但通常您也想了解确切的布局。例如，由于单个超大变体，枚举可能会很大。

-Zprint-type-sizes 选项正是如此。它未在 rustc 的发布版本中启用，因此您需要使用 rustc 的夜间版本。以下是通过 Cargo 可能的一种调用：

RUSTFLAGS=-Zprint-type-sizes cargo +nightly build --release

以下是 rustc 的一个可能调用：

rustc +nightly -Zprint-type-sizes input.rs

它将打印出所有正在使用的类型的大小、布局和对齐方式的详细信息。例如，对于此类型：

#![allow(unused)]
fn main() {
enum E {
    A,
    B(i32),
    C(u64, u8, u64, u8),
    D(Vec<u32>),
}
}

它打印出以下内容，以及有关一些内置类型的信息。

print-type-size type: `E`: 32 bytes, alignment: 8 bytes
print-type-size     discriminant: 1 bytes
print-type-size     variant `D`: 31 bytes
print-type-size         padding: 7 bytes
print-type-size         field `.0`: 24 bytes, alignment: 8 bytes
print-type-size     variant `C`: 23 bytes
print-type-size         field `.1`: 1 bytes
print-type-size         field `.3`: 1 bytes
print-type-size         padding: 5 bytes
print-type-size         field `.0`: 8 bytes, alignment: 8 bytes
print-type-size         field `.2`: 8 bytes
print-type-size     variant `B`: 7 bytes
print-type-size         padding: 3 bytes
print-type-size         field `.0`: 4 bytes, alignment: 4 bytes
print-type-size     variant `A`: 0 bytes

输出显示以下内容。

类型的大小和对齐。
对于枚举，判别式的大小。
对于枚举，每个变体的大小（从大到小排序）。
所有字段的大小、对齐和顺序。（请注意，编译器已重新排序变体 C 的字段，以最小化 E 的大小。）
所有填充的大小和位置。

或者，可以使用 top-type-sizes crate 以更紧凑的形式显示输出。

一旦您了解了热门类型的布局，就有多种方法可以缩小它们。

字段排序

Rust 编译器会自动对结构体和枚举的字段进行排序，以最小化它们的大小（除非指定了 #[repr(C)] 属性），因此您不必担心字段的顺序。但是，还有其他方法可以最小化热门类型的大小。

更小的枚举

如果一个枚举有一个超大的变体，请考虑将一个或多个字段放入 Box 中。例如，您可以将此类型更改为：

#![allow(unused)]
fn main() {
type LargeType = [u8; 100];
enum A {
    X,
    Y(i32),
    Z(i32, LargeType),
}
}

变为：

#![allow(unused)]
fn main() {
type LargeType = [u8; 100];
enum A {
    X,
    Y(i32),
    Z(Box<(i32, LargeType)>),
}
}

这会减小类型大小，但需要为 A::Z 变体进行额外的堆分配。如果 A::Z 变体相对较少，则更有可能实现净性能提升。Box 还会使得 A::Z 在 match 模式中稍微不那么方便。 示例 1, 示例 2, 示例 3, 示例 4, 示例 5, 示例 6。

更小的整数

通常可以通过使用较小的整数类型来缩小类型。例如，虽然使用 usize 作为索引最自然，但通常可以将索引存储为 u32、u16 或甚至 u8，然后在使用点进行强制转换为 usize。 示例 1, 示例 2。

Box 包装的切片

Rust 向量包含三个字：长度、容量和指针。如果您有一个向量在未来不太可能更改，您可以使用 Vec::into_boxed_slice 将其转换为boxed slice。Boxed slice 仅包含两个字，一个长度和一个指针。任何多余的元素容量都会被丢弃，这可能会导致重新分配。

#![allow(unused)]
fn main() {
use std::mem::{size_of, size_of_val};
let v: Vec<u32> = vec![1, 2, 3];
assert_eq!(size_of_val(&v), 3 * size_of::<usize>());

let bs: Box<[u32]> = v.into_boxed_slice();
assert_eq!(size_of_val(&bs), 2 * size_of::<usize>());
}

可以使用 slice::into_vec 将 boxed slice 转换回向量，而无需克隆或重新分配。

`ThinVec`

与 boxed slice 的替代方案是 thin_vec crate 中的 ThinVec。它在功能上等同于 Vec，但将长度和容量存储在元素相同的分配中（如果有的话）。这意味着 size_of::<ThinVec<T>> 仅为一个字。

ThinVec 在经常为空的向量类型中是一个不错的选择。如果枚举的最大变体包含一个 Vec，它也可以用于缩小。

避免退化

如果一个类型很热门，以至于它的大小会影响性能，最好使用静态断言来确保它不会意外退化。以下示例使用了 static_assertions crate 中的宏。

  // 这个类型经常使用。确保它不会意外增大。
  #[cfg(target_arch = "x86_64")]
  static_assertions::assert_eq_size!(HotType, [u8; 64]);

cfg 属性很重要，因为类型大小在不同的平台上可能会有所不同。将断言限制为 x86_64（通常是最常用的平台）很可能足以防止实际中的退化。

Rust高性能编程指南