C 效能與Java/C

簡介

儘管C 的本機程式碼產生和Java/C# 對虛擬機器的依賴，但它是經常爭論後者是否可以匹配或超過C的性能。讓我們探討虛擬機語言如何實現這一目標，並討論每種方法的優缺點。

JIT 與靜態編譯器

用於 Java 和 C# 轉換的即時 (JIT) 編譯器在執行時將中間程式碼（位元組程式碼或 IL）轉換為本機程式碼。雖然這會產生初始編譯成本，但它允許進行與靜態編譯器相匹配甚至優於靜態編譯器的最佳化。然而，JIT 編譯器無法編譯所有內容，因此某些程式碼可能仍然比靜態編譯的等效程式碼慢。

C 元程式設計

C 中的範本元程式設計支援在編譯時執行的最佳化，從而導致零或最小的運行時間成本。雖然這種技術並不總是適用，但它可以為某些類型的程式提供顯著的加速。

C 的本機記憶體使用

與 Java 相比，C 的直接指標存取提供更快的記憶體操作/C#，依賴垃圾收集和裝箱/拆箱。此外，C 的資源獲取即初始化 (RAII) 簡化了記憶體管理並避免了對顯式終結器的需求。

C /CLI 與C#/VB.NET

C /CLI， .NET 託管的C 變體，由於其靜態編譯器的最佳化功能，在某些情況下可以超越C# 。這項優勢源自於 C /CLI 繼承了 C 的本機編譯器的最佳化。

結論

雖然傳統上認為 C 對於某些任務比 Java/C# 更快，但現代 JIT 編譯器和其他技術縮小了效能差距。然而，在原始速度至關重要、記憶體使用至關重要或需要複雜優化的領域，C 仍然表現出色。另一方面，Java/C# 在開發時間和易用性方面具有優勢。

附加說明

• Java 最近採用了 GraalVM 框架，其中包括一個高效能AOT編譯器，旨在進一步提高效能。
• C的C 20標準引入了進一步增強元程式設計能力和效能。
• 隨著多核心和多執行緒變得越來越普遍，面向並發的語言功能和最佳化變得越來越重要。