第三届中国 Rust 开发者大会 利用 Rust 重塑移动应用开发 陈东 Aaron Chen CTO AccountLabs Rust China Conf 2023 2023 移动应用开发有那些选择？ 1. Native 2. Flutter 3. React Native ？ 利用 Rust 重塑移动应用开发 React Native is an open-source Hot reload - Rendering Engine 利用 Rust 重塑移动应用开发 跨平台开发的优势和局限性 Pros: - Fast - Single Codebase - Third-party support (Javascript better than Dart) 利用 Rust 重塑移动应用开发 跨平台开发的优势和局 限性 Cons: - Performance Codebase 跨平台开发到到底 应该跨什么？ UI or Logic ? 利用 Rust 重塑移动应用开发 Rust 在移动端应 用的价值 Rust is the only advanced choice for cross platform development. 利用 Rust 重塑移动应用开发 Rust 的特点 Why Rust? - Cross platform - Performance

第三届中国 Rust 开发者大会 Rust 异步并发框架在移动端的应用 陈明煜 chenmingyu4@huawei.com 华为 公共开发部 嵌入式软件能力中心 本科就读加州大学圣地亚哥分校，毕业时长两年半， Rustacean 在 华为 目前正在使用 Rust 开发并行调度框架等模块。 Rust 异步并发框架在移动端的应用 陈明煜 chenmingyu4@huawei.com Rust #1 Rust 异步简介 Ylong async runtime #3 Ylong Runtime 并发框架 目录 Table of Contents #2 社区并发框架介绍以及与移动端的不适配性 Introduction to third party Runtime crates and their incompatibility with mobile environment 层能力。 区别于多线程编程模型，它带来以下优势：  任务调度颗粒度更小，充分利用线程资源  更可控的线程数  单个任务资源占用：几十 KB -> 几百 Byte  任务切换时间 : 10 微秒 -> 100 纳秒 Rust 语言并没有提供异步并发框架， 只提供异步所需的基本特性：  Future  async / await  Waker asyn c Future

nullptr （空指针） 图片解释：指针数组的稀疏 这样指针表中为 null 的部分，稠密叶节点的内存就省掉 了 垃圾回收 (garbage-collect) • 如果是运行的仿真，则液体可能会移动到 别的地方去。这时液体曾经存在过的地方 也仍然处于激活状态，可以每隔若干帧及 时释放掉这些不用的指针块以节省内存。 unordered_map 作为顶层，指针作为中层，稠密数组作为底层 • biancheng.net/view/314.html 以求最大值为案例 用定点数来表示 • 刚刚说到浮点数的特性是有指数位，可表示不同数量级上的数。 • 比如 123.4 实际上是 1.234 * 10^2 ，也就是他实际存储的是 234 （底数）和 2 （指数）。 • 而定点数则没有指数位。而是规定好一个固定的系数，比如 100 。 • 那么 123.4 就存储为 12340 （底数），而指数是事先规定好的 ，但精度在数字大时变低。 图片解释定点数与浮点数的精度差别 浮点 定点 0 0.1 1 10 100 （看图可知：浮点数在 0 附近精度高） 定点数的好处：用

Intel TBB 7.被忽视的访存优化：内存带宽与 cpu 缓存机制 8.GPU 专题： wrap 调度，共享内存， barrier 9.并行算法实战： reduce ， scan ，矩阵乘法等 10.存储大规模三维数据的关键：稀疏数据结构 11.物理仿真实战：邻居搜索表实现 pbf 流体求解 12.C++ 在 ZENO 中的工程实践：从 primitive 说起 13.结业典礼：总结所学知识与优秀作业点评 如果一个类定义了拷贝构造函数，那么您必须同时 定义或删除拷贝赋值函数，否则出错，删除可导致 低效。 3. 如果一个类定义了移动构造函数，那么您必须同时 定义或删除移动赋值函数，否则出错，删除可导致 低效。 4. 如果一个类定义了拷贝构造函数或拷贝赋值函数， 那么您必须最好同时定义移动构造函数或移动赋值 函数，否则低效。 三五法则是前人总结的，避免犯错的经验。 只告诉做什么，不告诉为什么，是不深入的。 ：为什么区分拷贝和移动？ • 有时候，我们需要把一个对象 v2 移动到 v1 上。而不需要涉及实际数据的拷贝。 • 时间复杂度：移动是 O(1) ，拷贝是 O(n) 。 • 我们可以用 std::move 实现移动。 • v2 被移动到 v1 后，原来的 v2 会被清 空，因此仅当 v2 再也用不到时才用移动 。 v2 的内容被移走，所以只剩 0 个元素了↑ ↑↑ 移动进阶：交换两者的值

vector 对象移动到外面的一个 vector 对象 上。 vector 在移动时指针不会失效，例如： • a = move(b) • 则会把 b 变成空数组， a 指向原来 b 所包 含的元素数组，且地址不变。 • 之后即使不直接使用外面的那个临时对象 a ， 也可以继续通过 data() 指针来访问数据。 vector 容器：延续生命周期 • 也可以移动到一个全局变量的 vector 就需要重新分配一段更大的连续内存，并 把原数组长度的部分移动过去，多出来的 部分则用 0 来填充。这就导致元素的地址 会有所改变，从而过去 data 返回的指针 以及所有的迭代器对象，都会失效。 vector 容器： resize 到更小尺寸不会导致 data 失效 • 当 resize 的目标长度小于原有的容量时， 不需要重新分配一段连续的内存也不会造 成元素的移动（这个设计是为了性能考 虑），所以指向元素的指针不会失效。他 新分配内存的，也就不会移动元素导致指 针失效。 vector 容器： capacity 函数查询实际的最大容量 • 可以用 capacity() 函数查询已经分配内存的大小，即最大容 量。 • 而 size() 返回的其实是已经存储了数据的数组长度。 • 可以发现当 resize 指定的新长度一个超过原来的最大容量时 时，就会重新分配一段更大容量的内存来存储数组，只有这时 才会移动元素的位置（

表达式知多少 6. 通过实战案例来学习 STL 算法库 7. C++ 标准输入输出流 & 字符串格式化 8. traits 技术，用户自定义迭代器与算法 9. allocator ，内存管理与对象生命周期 10. C++ 异常处理机制的前世今生 我们都要认真鞋习哦 我们都要认真鞋习哦 第一章：读取与写入 我负责监督你鞋习 ! 我负责监督你鞋习 ! map 查找元素的两个接口 • map 提供了两个查找元素的接口，一曰 auto tmp = *it; • } • 这才是迭代器遍历法的本来样貌： • begin() 决定遍历的起始位置 • end() 决定遍历的终止位置 • ++it 迭代器向下一个元素移动 • 任何定义了这三个东西的类型，都能用 for (auto) 遍历，包括你的自定义类型。编译器并 不认识你 map 还是 vector ，他只知道这个类有这三样，他就能用 for (auto) auto &tmp = *it; • } • 这才是迭代器遍历法的本来样貌： • begin() 决定遍历的起始位置 • end() 决定遍历的终止位置 • ++it 迭代器向下一个元素移动 • 任何定义了这三个东西的类型，都能用 for (auto) 遍历，包括你的自定义类型。编译器并 不认识你 map 还是 vector ，他只知道这个类有这三样，他就能用 for (auto)

Intel TBB 7.被忽视的访存优化：内存带宽与 cpu 缓存机制 8.GPU 专题： wrap 调度，共享内存， barrier 9.并行算法实战： reduce ， scan ，矩阵乘法等 10.存储大规模三维数据的关键：稀疏数据结构 11.物理仿真实战：邻居搜索表实现 pbf 流体求解 12.C++ 在 ZENO 中的工程实践：从 primitive 说起 13.结业典礼：总结所学知识与优秀作业点评 频却开始停止增长了，甚至有所下降。 • 很长时间之前我们就可以达到 2GHz （ 2001 年 8 月），根据 2003 年的趋势，在 2005 年 初我们就应该研发出 10GHz 的芯片。 • 可为何直到今天也生产不出 10GHz 的芯片？ • 结论：狭义的摩尔定律没有失效。但晶体管数 量的增加，不再用于继续提升单核频率，转而 用于增加核心数量。单核性能不再指数增长！ 你醒啦？免费午餐结束了！ 个线程，每人处理 2 个元素的缩并，花了 1 秒 第二步、 1 个线程，独自处理 3 个元素的缩并，花了 3 秒 第三步、 3 个线程，每人处理 2 个元素的缩并，花了 1 秒 用电量： 4*1+1*3+3*1=10 度电 总用时： 1+3+1=5 秒 结论：并行扫描的时间复杂度为 O(n/c+c) ，工作复杂度为 O(n+c) ，其中 n 是元素个数 改进的并行扫描（ GPU ） 第一步、 4 个线程，每个处理

Intel TBB 7.被忽视的访存优化：内存带宽与 cpu 缓存机制 8.GPU 专题： wrap 调度，共享内存， barrier 9.并行算法实战： reduce ， scan ，矩阵乘法等 10.存储大规模三维数据的关键：稀疏数据结构 11.物理仿真实战：邻居搜索表实现 pbf 流体求解 12.C++ 在 ZENO 中的工程实践：从 primitive 说起 13.结业典礼：总结所学知识与优秀作业点评 会用到第二讲（ RAII 与智能指针）里的知识 2. 课件中一部分代码是基于 C++17 的 个人认为， C++11 中很多特性， 其实可以看做是为了支持多线程而 顺带引入的……如 chrono 、移动 、 lambda 、 RAII…… 第 0 章：时间 C 语言如何处理时间： time.h • long t0 = time(NULL); // 获取从 1970 年 1 月 1 日到当前时经过的秒数 引入的时间标准库： std::chrono • 利用 C++ 强类型的特点，明确区分时间点与时间段，明确区分不同的时间单位。 • 时间点例子： 2022 年 1 月 8 日 13 点 07 分 10 秒 • 时间段例子： 1 分 30 秒 • 时间点类型： chrono::steady_clock::time_point 等 • 时间段类型： chrono::milliseconds ，

character) 外， ASCII 还规定了一 类特殊的控制字符 (control character) ： • 0 表示空字符（‘ \0’ ） • 9 表示 Tab 制表符（‘ \t’ ） • 10 表示换行（‘ \n’ ） • 13 表示回车（‘ \r’ ） • 27 表示 ESC 键（‘ \x1b’ ） • 127 表示 DEL 键（‘ \x7f’ ）等 • 0~31 和 127 这些整数，就构成了 个字符写入 0 ，就会只保留前 n 个字符作为一个子字 符串，删除后半部分。 “0 结尾字符串”知识点应用举例 • C 语言所谓的字符串类型 char * 实际上就是个首地址指 针，如果让首地址指针向前移动 n 位，那就实现删除前 n 个字符的效果，而不用实际修改数组本身（更高效）。 C 语言转义符 • 常见的转义符： • ‘\n’ 换行符：另起一行（光标移到下一行行首） • ‘\r’ 回车符：光标移到行首（覆盖原来的字符） ，尽量只在标准库里做手脚，尽可能只利用现有的语言特性，实现 cpp 的现代化。” • 例如 shared_ptr 可以通过利用语言本身的“拷贝构造函数”实现引用计数，没必要在编译器里 开洞。但“移动语义”这个概念在旧 cpp 里没有，所以这个是真正必要的语言本身的改动。 • 而 java 就是在语言层面，直接在 jvm 里引入了引用计数，宣称“一切皆对象”，虽然方便了 富连网业务中常见的面向对象编程范式，但也妨碍了

cudaFilterModePoint ：最接近的那个点作为值（右 图） 烟雾仿真系统：封装 • 我们统一通过 unique_ptr 来管理对象，这样尽管 CudaSurface 对象是不可 移动的，我们仍可以通过移 动其指针的方式来实现双缓 冲（ std::swap ）。 对流部分 对流部分：计算对流后位置（ RK3 ） • 这里我参考了 Taichi 官方案例中的 stable_fluid 对流部分：根据对流后位置重新采样 • 和 k-ye 思路不同的是我先在刚刚的 advect_kernel 算出对流后要采样的位置（ loc ），然 后再对 vel 和 clr 根据刚刚算得的 loc 移动位置。这样 RK3 的对流只需要算一遍，避免 重复对每个场都做一次对流的开销。 对流部分：最终实现 • 然后，在 SmokeSim::advection 中调用 advect_kernel 和