Из кода быстрой функции strlen для UTF-8 можно получить функцию substr. Николай Захаров, который работает со мной в группе внутренних сервисов, переделал strlen в substr.

Я вкомпилил эту функцию в PHP, помог найти ошибки и отладить и сделал замеры:

bolk-dev ~/uni/futf-0.1 $ php ../test/test_substr.php  | sort -k2 -t:
Fast UTF-8: 0.18010711669922
mb_substr:  0.87068700790405

Разница примерно в 4 раза. Я ещё попробовал отрезать строку через функцию preg_match, сравнимо по скорости с mb_substr, но медленнее и есть ограничение — квантификатор preg_match не захватывает больше 65535 символов.

Добавлено позднее: после того как мы отладили эту функцию, я вспомнил про команды ассемблера SSE — это наборы команд (сейчас их пять — SSE1, 2, 3, 4.1 и 4.2), которые оперируют восемью регистрами размером 128 бит.

Как я рассказывал, самый быстрый алгоритм для strlen, который я нашёл, работает следующим образом: сначала указатель на строку первым циклом выравнивается по границе 4 или 8 байт (в зависимости от архитектуры процессора), чтобы процессор смог быстрее читать дальше, потом, работая сразу с числом длиной 4 или 8 байт, одной операцией подсчитывается сколько в выделенной строке содержится начальных байт символов.

Если внутри нашего рабочего участка встречается символ с кодом ноль (признак конца строки), то происходит выход в последний цикл, который занимается тем, что просматривает побайтно получившийся «хвост».

128-битные регистры, соотвественно, позволяют читать участки сразу по 16 бит, что должно дать солидную экономию на длинных текстах. Хороши они ещё и тем, что многие операции позволяют работать с регистром, как с набором байт, производя групповые операции над каждым байтом в регистре.

Час назад я поставил себе gcc под Windows и стал потихоньку писать примерный код, читать документацию, изучать команды в интернете, пока совершенно случайно не наткнулся на уже готовый вариант, написанный с применением инструкций SSE2.

Нашёл в интернете тест для таких функций, включил туда найденную и сделал замеры:

C:\MinGW\bin\test.exe
cp_strlen_utf8:          0.105706
cp_strlen_utf8_sse2: 0.030002

В 3,5 раза обгоняет предыдущий вариант, то есть, смею надеяться, обгонит встроенную в PHP функцию примерно в 24 раза. Завтра попробую.

Немаловажно, что даже на машинах с архитектурой 32 бита рассматриваемый вариант покажет ту же скорость, что и на машинах 64 бита.

Как я уже писал, сегодня ночью я наткнулся на вариант измерения длины UTF-8 строки, написанный с применением ассемблерных иструкций SSE2. У этого кода есть недостаток — на каких-нибудь ARM он не заработает, с другой стороны, у меня нет такой потребности, запускать PHP на этих процессорах.

Сегодня я почистил код (в PHP известна бинарная длина строки, поэтому я убрал проверки на символ с кодом ноль и соптимизировал код), сгенерировал таблицу HammingWeight, которая отсутствует в коде автора и перевёл проверку в двух крайних циклах на подобную таблицу.

Потом это всё скомпилировал и погонял тесты.

Сначала я получил очень странные результаты и только потом понял что случилось. В общем, разрыв в скорости функций (mb_strlen и той, что на SSE2) тем больше, чем ближе тестируемая строка к однобайтовой. Чаще всего, с SSE2 быстрее встроенной в PHP в 5—8 раз:

thasonic-dev ~/uni/futf-0.1 $ php ../test/test_strlen.php | sort -k2 -t:
SSE2 UTF-8:                 0.025604963302612
mb_strlen:                   0.15917205810547
strlen/utf8_decode:   0.62052989006042

Что совсем странно, прежнего впечатляющего результата с прежними данными и функциями я получить не смог, правда, есть подозрение, что за ночь сменилось оборудование (были аппаратные проблемы на машине) на сервере, где я производил замеры.

В общем, о приросте в 24 раза остаётся только мечтать.

Похоже, это почти предел на сегодняшний момент. Единственная возможность ускорения, которая приходит в голову — использовать GPU на видеокарте. Например, видеокарта GTX275 управляется с 16000 потоков (!), что позволяет подсчитать длину строки порциями по 15,5КБ!

Но это больше из разряда задач-головоломок, чем чего-то практического — у нас на серверах таких видеокарт нет и вряд ли появятся, пока интерпретаторы-флагманы не заявят у себя поддержку GPU.

Так что оставлю как есть, займусь переписываем substr в SSE2, а потом выложу всё в открытый доступ.

Добавлено позднее: в следующем году Intel и AMD выпустят процессоры, поддерживающие набор комманд AVX, интересно там то, что размер регистров SIMD (которые используются и в SSE) расширяется до 256 бит. То есть через годик-другой можно будет читать строку сразу по 32 байта за раз.

Владислав Шкодин написал статью на «Хабре», где рассказал как ему удалось победить старый баг в движке WebKit — если вставить SVG с прозрачным фоном в тег OBJECT, что «Сафари» и «Хром» (до 8-й версии) зальют фон белым цветом.

Решение очень простое. Прямо внутри файла SVG, после тега svg нужно написать следующее:

<style>
    svg { -webkit-background-clip: text; }
</style>