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為什么用 Golang 寫的一些函數(shù)運(yùn)行起來比用 Java 還要慢?

為什么用 Golang 寫的一些函數(shù)運(yùn)行起來比用 Java 還要慢?

Go
慕姐4208626 2023-06-01 18:10:05
我用 Golang 和 Java 測試了幾個(gè)簡單的函數(shù)。令我驚訝的是,Java 有時(shí)比 Golang 更快(尤其是在遞歸函數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)庫中的某些函數(shù),如 math/rand.Rand)。我想知道為什么。這是我用于測試的一些代碼和結(jié)果。Java代碼:public class Performance {    public static double calPi(int pointCount) {        int inCircleCount = 0;        double x, y;        double Pi;        for (int i = 0; i < pointCount; i++) {            x = Math.random();            y = Math.random();            if (x * x + y * y < 1) {                inCircleCount++;            }        }        Pi = (4.0 * inCircleCount) / pointCount;        return Pi;    }    public static double cal(double a, double b, double c) {        return a * b / (c + 1) + a;    }    public static long fibonacci(long c) {        if (c < 2)            return c;        return fibonacci(c - 2) + fibonacci(c - 1);    }    public static void main(String[] args) {        System.out.println("Test 1");        long startTime = System.currentTimeMillis();        double result = 0.0;        for (double i = 0.0; i < 1000000000; i = i + 1) {            result += i * i;        }        long endTime = System.currentTimeMillis();        float duration = (float) (endTime - startTime) / 1000;        System.out.println("Result: " + result);        System.out.println("Duration: " + duration + " s");        System.out.println("Test 2");        startTime = System.currentTimeMillis();        long resultInt = fibonacci(50);        endTime = System.currentTimeMillis();        duration = (float) (endTime - startTime) / 1000;        System.out.println("Result: " + resultInt);        System.out.println("Duration: " + duration + " s");        System.out.println("Test 3");        startTime = System.currentTimeMillis();        result = 0.0;        for (double i = 0; i < 100000000; i = i + 1) {            result += Math.random();        }        endTime = System.currentTimeMillis();        duration = (float) (endTime - startTime) / 1000;    }}Test 2結(jié)果的差異真的讓我震驚!請(qǐng)幫我找出原因,謝謝。如果有人可以給我示例來展示 Golang(與 Java)的優(yōu)勢(shì),那就更好了。
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1 回答

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嗶嗶one

TA貢獻(xiàn)1854條經(jīng)驗(yàn) 獲得超8個(gè)贊

Java 和 Golang 程序在執(zhí)行之前都被編譯成機(jī)器語言——這就是 JIT 代表 Java VM 的意思。至于性能比較,每個(gè)生成的機(jī)器碼之間肯定有不那么細(xì)微的差異。


不幸的是,我無法訪問 Java JIT 編譯器生成的機(jī)器碼,但我們可以看一下 Go 編譯器(v1.11.4-amd64)為函數(shù)生成的內(nèi)容fibonacci:


        # Do the comparison

        MOVQ    "c", AX

        CMPQ    AX, $2

        JGE     @ELSE

        # Save the func result

        MOVQ    AX, "r"

        # Clean up and return

        MOVQ    24(SP), BP

        ADDQ    $32, SP

        RET

@ELSE:

        # Compute fib(c - 2)

        LEAQ    -2(AX), CX

        MOVQ    CX, (SP)

        CALL    fibonacci

        # Save the call result

        MOVQ    8(SP), AX

        MOVQ    AX, "temp"

        # Compute fib(c - 1)

        MOVQ    "c", CX

        DECQ    CX

        MOVQ    CX, (SP)

        CALL    fibonacci

        # Add previous results together

        MOVQ    16(SP), AX

        ADDQ    8(SP), AX

        # Save the func result

        MOVQ    AX, "r"

        # Clean up and return

        MOVQ    24(SP), BP

        ADDQ    $32, SP

        RET

請(qǐng)注意,這段代碼不是完全相同的輸出,但我對(duì)其進(jìn)行了一些修改以使其更加清晰。引用的變量是堆棧位置。


我的結(jié)論是,雖然 Go 編譯器確實(shí)采用了一些優(yōu)化技術(shù)來生成更高性能的代碼(請(qǐng)參閱編譯器優(yōu)化),但它在分配 CPU 寄存器方面做得不是很好(與 C 編譯器生成的相比),并且依賴于堆棧太多,尤其是對(duì)于返回值——我認(rèn)為必須有一個(gè)可能與語言工作方式相關(guān)的原因(例如多個(gè)返回值)。


更新 1


只是為了比較,這是 GCC (amd64) 為相同功能生成的機(jī)器碼:


        pushq %rbp

        movq  %rsp, %rbp

        pushq %r14

        pushq %rbx

        # Do the comparison

        movq  %rdi, %rbx

        cmpq  $2, %rbx

        jge @ELSE

        # Save "c" in "r"

        movq  %rbx, %rax

        jmp @RETURN

@ELSE:

        # Compute fib(i - 2)

        leaq  -2(%rbx), %rdi

        callq fibonacci

        # Compute fib(i - 1)

        movq  %rax, %r14

        decq  %rbx

        movq  %rbx, %rdi

        callq fibonacci

        # Add previous results together

        addq  %r14, %rax

@RETURN:

        popq  %rbx

        popq  %r14

        popq  %rbp

        retq

更新 2


話雖如此,我堅(jiān)信在實(shí)際項(xiàng)目中,語言運(yùn)行時(shí)(例如對(duì)象分配、垃圾收集、調(diào)用間接、動(dòng)態(tài)加載、并發(fā)支持等)會(huì)對(duì)程序的整體性能產(chǎn)生更大的影響,而不是功能級(jí)別的微優(yōu)化。


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反對(duì) 回復(fù) 2023-06-01
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