⚡ Performance Analysis and Optimization
Version: 2.0.0 Last Updated: 2025-11-22 Priority: ⭐⭐⭐ (P2 Level) Purpose: Rustアプリケーションのパフォーマンス分析と最適化
📋 概要
CPUプロファイリング、ベンチマーク、メモリ分析を通じた パフォーマンス問題の特定と最適化を提供します。
🎯 P0: 呼び出しトリガー
トリガー 例
遅い "this is slow"
メモリ使用 "why is memory usage so high?"
最適化 "optimize this function"
プロファイリング "profile this code"
ベンチマーク "benchmark performance"
🔧 P1: 分析ツール一覧
ツール優先順位
ツール 用途 対象 コマンド
criterion
ベンチマーク 関数 cargo bench
flamegraph
CPUプロファイル プロセス cargo flamegraph
perf
詳細プロファイル Linux perf record
valgrind
メモリ ヒープ valgrind --tool=massif
heaptrack
ヒープ追跡 割り当て heaptrack ./binary
cargo-bloat
バイナリサイズ サイズ cargo bloat
tokio-console
非同期 タスク tokio-console
🚀 P2: 分析パターン
Pattern 1: ベンチマーク（criterion）
// benches/my_benchmark.rs use criterion::{black_box, criterion_group, criterion_main, Criterion};
fn bench_function(c: &mut Criterion) { c.bench_function("my_function", |b| { b.iter(|| my_function(black_box(input))) }); }
criterion_group!(benches, bench_function); criterion_main!(benches);
cargo bench
Pattern 2: Flamegraph
フレームグラフ生成
cargo flamegraph --bin miyabi -- --issue 270
出力: flamegraph.svg
Pattern 3: メモリプロファイル
valgrind massif
valgrind --tool=massif ./target/release/miyabi ms_print massif.out.*
heaptrack（推奨）
heaptrack ./target/release/miyabi heaptrack_gui heaptrack.miyabi.*
Pattern 4: バイナリサイズ分析
サイズ分析
cargo bloat --release --crates
シンボル別
cargo bloat --release -n 20
⚡ P3: 最適化戦略
最適化優先順位
優先度 戦略 効果 難易度
1 アルゴリズム改善 高 中
2 データ構造変更 高 中
3 メモリ割り当て削減 中 低
4 並列化 中 高
5 キャッシュ活用 中 中
6 SIMD/低レベル 低 高
よくある最適化
// ❌ 毎回allocate for item in items { let s = item.to_string(); // ... }
// ✅ 事前allocate let mut buf = String::with_capacity(1024); for item in items { buf.clear(); write!(&mut buf, "{}", item).unwrap(); // ... }
// ❌ Clone多用 fn process(data: Vec<T>) -> Vec<T> { data.clone() }
// ✅ 参照で渡す fn process(data: &[T]) -> Vec<T> { // ... }
📊 パフォーマンス目標
メトリクス 目標 測定方法
ビルド時間 <5分 CI計測
テスト時間 <2分 cargo test
バイナリサイズ <50MB cargo bloat
メモリ使用量 <500MB runtime計測
🛡️ 注意事項
リリースビルドで測定
❌ デバッグビルド（遅い）
cargo run
✅ リリースビルド
cargo run --release
PGO（Profile-Guided Optimization）
Step 1: インストルメント
RUSTFLAGS="-Cprofile-generate=/tmp/pgo" cargo build --release
Step 2: プロファイル収集
./target/release/miyabi [typical workload]
Step 3: 最適化ビルド
llvm-profdata merge -o /tmp/pgo/merged.profdata /tmp/pgo RUSTFLAGS="-Cprofile-use=/tmp/pgo/merged.profdata" cargo build --release
✅ 成功基準
チェック項目 基準
ボトルネック特定 上位3箇所
ベンチマーク 改善前後比較
メモリリーク なし
回帰テスト パフォーマンス維持
🔗 関連Skills
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Rust Development: ビルド最適化
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Debugging: 問題箇所特定
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Security Audit: セキュリティとのトレードオフ