أداء C مقابل Java/C

مقدمة

على الرغم من إنشاء التعليمات البرمجية الأصلية لـ C واعتماد Java/C# على الأجهزة الافتراضية، إلا أنها كذلك غالبًا ما يتم مناقشة ما إذا كان الأخير يمكنه مطابقة أداء C أو تجاوزه. دعونا نستكشف كيف يمكن للغات الآلة الافتراضية تحقيق ذلك ومناقشة مزايا وعيوب كل نهج.

JIT vs. Static Compiler

المترجمون في الوقت المناسب (JIT) لتحويل Java وC# الكود الوسيط (رمز البايت أو IL) إلى الكود الأصلي في وقت التشغيل. على الرغم من أن هذا ينطوي على تكلفة ترجمة أولية، إلا أنه يسمح بالتحسينات التي يمكن أن تتطابق مع المترجمين الثابتين أو حتى تتفوق عليهم. ومع ذلك، لا يمكن لمترجمي JIT ترجمة كل شيء، لذلك قد تظل بعض التعليمات البرمجية أبطأ من نظيرتها المترجمة بشكل ثابت.

C Metaprogramming

تتيح برمجة القالب في لغة C التحسينات التي يتم تنفيذها في وقت الترجمة، مما يؤدي إلى صفر أو الحد الأدنى من تكلفة وقت التشغيل. على الرغم من أن هذه التقنية ليست قابلة للتطبيق دائمًا، إلا أنها يمكن أن توفر عمليات تسريع كبيرة لأنواع معينة من البرامج.

استخدام الذاكرة الأصلية لـ C

يوفر الوصول المباشر لمؤشر C معالجة أسرع للذاكرة مقارنة بـ Java. /C#، والتي تعتمد على جمع البيانات المهملة والملاكمة/الفتح. علاوة على ذلك، فإن اكتساب الموارد في لغة C هو التهيئة (RAII) يبسط إدارة الذاكرة ويتجنب الحاجة إلى أدوات نهائية صريحة.

C /CLI vs.C#/VB.NET

C /CLI، متغير لغة C الذي يستضيفه .NET، يمكنه أن يتفوق على لغة C# في بعض الحالات بسبب إمكانيات التحسين التي يتمتع بها برنامج التحويل البرمجي الثابت الخاص به. تنشأ هذه الميزة من وراثة C /CLI للتحسينات من مترجم C الأصلي.

الاستنتاج

في حين أن لغة C تعتبر تقليديًا أسرع من Java / C # في مهام معينة، فإن مترجمات JIT الحديثة وغيرها وقد أغلقت التقنيات فجوة الأداء. ومع ذلك، لا تزال لغة C تتفوق في المجالات التي تكون فيها السرعة الأولية أمرًا بالغ الأهمية، أو يكون استخدام الذاكرة أمرًا بالغ الأهمية، أو تكون هناك حاجة إلى تحسينات معقدة. من ناحية أخرى، توفر Java/C# مزايا في وقت التطوير وسهولة الاستخدام.

ملاحظات إضافية

• اعتماد Java مؤخرًا لإطار عمل GraalVM، والذي يتضمن أداءً عاليًا يهدف مترجم AOT إلى تحسين الأداء بشكل أكبر.
• يقدم معيار C 20 لـ C مفاهيم تزيد من تعزيز قدرات البرمجة الوصفية والأداء.
• نظرًا لأن تعدد النواة وتعدد مؤشرات الترابط أصبحا أكثر انتشارًا، فقد تم توجيه ميزات اللغة والتحسينات. نحو التزامن أصبحت ذات أهمية متزايدة.