测试

我有一个复古游戏项目的构想，该项目需要一个在浏览器中流畅运行并且方便定制的 MOS 6502 模拟器。由于我只需要仿真最基本的功能（不需要中断、计时精度，以及周期），所以我认为能很快完成。本文不是说明如何实现这个实际复古游戏项目的，而是我使用各种Web函数式语言生成代码的性能体验。
正如我通常所做的那样，我从 Haskell 实现执行器规范作为开始，以确保我对6502各种指令的细节理解是正确的。这个 Haskell 实现没什么特别的：外部世界被建模为 MonadIO m => MonadMachine m 类，而 CPU 本身在MonadMachine m => ReaderT CPU m中运行，在寄存器的CPU记录中 使用IORefs 。

语言

消除所有的扰动花了一整天，但一旦它满足要求，就该进行下一步了：用一种可以针对浏览器的语言重写它。 一个直观的选择是purescript ：实际项目中广泛使用，因此它足够成熟，而且考虑到我的 Haskell 代码如此简单，与 Haskel 相比，PureScript 的特质应该不会真正发挥超出语法级别的作用。让我一直烦恼的一件事是数字常量没有重载，所以我代码中的所有 Word8都必须手动进行 fromIntegral; 而且，在8位 CPU 的仿真器中，有大量的Word8常量…
第二个选择是Idris 2。我在编写ICFP Bingo网络应用程序时，对 Idris 1 有很好的体验，但那个项目完全是关于 DOM 操作而不是计算。我很好奇我可以从 Idris 2 的 JavaScript 后端获得什么性能。
然后我不得不考虑Asterius，一个基于 GHC 的编译器，发出 WebAssembly。它的 GitHub 页面说明它“由 Tweag I/O 积极维护”，但它实际上处于相当糟糕的状态：相关构建文档已经过时，所以尝试它的唯一方法是使用 20G Docker 容器…
讨论的列表中缺少了 GHCJS。不幸的是，我找不到它的最新版本；看起来这个项目，或者至少是与 Stack 等标准 Haskell 工具集成的工作，已经停止了。
为了比较性能，我将相同的内存映像加载到各种仿真器中，将程序计数器设置为相同的起点，并运行 4142 条指令，直到达到某个目标指令。为了掩盖浏览器的 JavaScript JIT 引擎等，每个测试首先运行 100 次作为预热，然后进行 100 次测试。
除了 PureScript、Idris 2 和 GHC/Asterius 实现之外，我还添加了第四个版本作为基线：vanilla JavaScript。当然，我尽量让它接近功能版本；我希望我写的内容接近编译器输出的合理预期。

性能结果

以下数据来自 该 GitHub 存储库中收集的实现。PureScript 和 Idris 2 版本已根据各自 Discord 频道的想法进行了改进。对于 PureScript，使用 Reader的 CPS 转换版本很有帮助；在 Idris 2 的情况下，Stefan Höck更改参数而不是ReaderT，并在循环指令时使用 PrimIO，显着提高了性能。

可见，Idris 2 在这里遥遥领先：除非您愿意使用 底层JavaScript 进行编程，否则它是目前为止最佳的选择，无论是对于微小的部署规模还是出色的性能。剩下需要改进的是更好地编译 monad 转换器堆栈，以便原始ReaderT代码与使用隐式参数的版本一样工作
要自己运行基准测试，请检查GitHub 存储库，在顶级目录中 运行make ，然后使用 Web 浏览器打开_build/index.html并使用 JavaScript 控制台运行await measureAll()。

2022-07-08更新

添加了ReScript （浏览器的ReasonML），新的冠军出现了！不过，我仍然不想用 ReScript 编写这个程序，因为额外的痛苦是它不仅缺少重载文字，甚至缺少类型驱动的运算符解析……
同样在今天，我收到了来自Camil Staps的Git Pull请求，添加了一个Clean实现。