2022-10-16 更新了一版，新增了 JavaScript 和 Wren 的性能对比。具体看这里：JavaScript Python Lua Wren 性能对比测试。

目标

前段时间想把一些常用的 Rust 库绑定到 Lua 上，以便在 Lua 里复用 Rust 的各种库。

相比 Python，这样做的好处很近似 Go，成品只是一个可执行文件 + Lua 脚本，不需要解决环境的各种依赖安装，并且生成的 binary 很小；而相比 Go，这样又近似 Python，打开个记事本写完就跑。

于是我着手开始绑定，尽管我第一步就是将一些模板代码写成宏，尽量降低重复劳动，但实际要写的代码还是太多了，自虐了几天开始寻找其他解决方案，看了一些由 Rust 实现的脚本语言，选择了 Rhai 作为备选方案。

将 Rust 里的类型传递给 Rhai 很方便，可以少写很多代码，但是 Rhai 只是相当于一个语法翻译器，Github 上主要贡献者也谈到了性能大概在 Python 的水平，只适合做插件，所以我做了个简单的性能测试。

脚本语言对比

看了很多易与 Rust 集成的脚本语言，作为资料，列举我排除的理由。我需要的是一个小型的、易用的、可嵌入的语言。

Rune ⭐3.2k：本来这似乎是最好的选择，但是开发已经很不活跃了。
Dyon ⭐1.3k：完成度比较高，但也更复杂，适合作游戏脚本层。
Gluon ⭐2.3k：函数式，写起来与平时的思维方式不同。
Ketos ⭐628：Lisp 方言，似乎已停止开发。
Mun ⭐1.1k：编译型脚本语言，用起来有点不方便，适合作游戏脚本层。

测试

测试很简单，计算斐波那契数列，测试了 5 种情况。

Rhai 实现的斐波那契。
在 Rust 里实现斐波那契，由 Rhai 调用。
Lua 实现的斐波那契。
在 Rust 里实现斐波那契，由 Lua 调用。
Python 实现的斐波那契。

由于 Lua 速度太快 😂，而 Lua 自带的时间戳只能精确到毫秒，所以我的测试方式是笔记本在完全节能模式下跑 3 次，每次循环 5 次 fibonacci(32)（代码里函数命名简写为 fib）。

代码

Rust 代码，绑定到 Lua 和 Rhai 环境里，用 fib_rs 命名以区分。

fn fib_rs(n: i64) -> i64 {
    if n < 2 { return n; }
    fib_rs(n - 2) + fib_rs(n - 1)
}

Lua 测试代码

function fib(n)
    if n < 2 then return n end
    return fib(n - 2) + fib(n - 1)
end

local start = os.clock()
for i = 1, 5 do
    fib(32)
end
io.write(string.format("elapsed: %f\n", os.clock() - start))

local start2 = os.clock()
for i = 1, 5 do
    fib_rs(32)
end
io.write(string.format("elapsed: %f\n", os.clock() - start2))

Rhai 测试代码

fn fib(n) {
    if n < 2 { return n; }
    fib(n - 2) + fib(n - 1)
}

let now = timestamp();
for i in range(0, 5) {
    fib(32);
}
print(now.elapsed());

let now2 = timestamp();
for i in range(0, 5) {
    fib_rs(32);
}
print(now2.elapsed());

Python 测试代码

from __future__ import print_function

import time

def fib(n):
    if n < 2: return n
    return fib(n - 1) + fib(n - 2)

start = time.process_time()

for i in range(0, 5):
    fib(32)

print("elapsed: " + str(time.process_time() - start))

# 尾递归版，仅几十毫秒。
import time

def fib(n, acc1, acc2):
        if n < 1: return acc1
        return fib(n - 1, acc1 + acc2, acc1)

def loop_fib(n):
    for i in range(0, n):
        fib(90, 0, 1)

start = time.process_time()

loop_fib(2000)

print("elapsed: " + str(time.process_time() - start))

测试结果

Lua：上面是 Lua 实现，下面是调用 Rust。

elapsed: 1.081000
elapsed: 0.038000

elapsed: 1.085000
elapsed: 0.040000

elapsed: 1.203000
elapsed: 0.047000

Python：三次都是纯 Python 实现。

elapsed: 6.34375
elapsed: 5.0
elapsed: 4.984375

Rhai：上面是 Rhai 实现，下面是调用 Rust。

79.4438942
0.1073184

111.5409529
0.1158327

46.1241106
0.0424334

结论

Rhai 还是只适合作为插件系统调用 Rust 实现的 API，当成一个解释器用还是不太行。尽管绑定 Lua 代码超多，但似乎别无选择。

相关链接：Python Lua Wren 性能对比测试。