我最近用 Java 编写了一个计算密集型算法,然后将其翻译成 C++。令我惊讶的是,C++ 的执行速度相当慢。我现在已经编写了一个更短的 Java 测试程序和一个相应的 C++ 程序 - 见下文。我的原始代码以大量数组访问为特色,测试代码也是如此。 C++ 的执行时间要长 5.5 倍(请参阅每个程序末尾的注释)。
在 1st 21 条评论后的结论 ...
测试代码:
g++ -o ...
Java 快 5.5 倍g++ -O3 -o ...
Java 快 2.9 倍g++ -fprofile-generate -march=native -O3 -o ...
(运行,然后g++ -fprofile-use
等)Java 快 1.07 倍。
我的原始项目(比测试代码复杂得多):
- Java 快 1.8 倍
- C++ 快 1.9 倍
- C++ 快 2 倍
Software environment:
Ubuntu 16.04 (64 bit).
Netbeans 8.2 / jdk 8u121 (java code executed inside netbeans)
g++ (Ubuntu 5.4.0-6ubuntu1~16.04.4) 5.4.0 20160609
Compilation: g++ -o cpp_test cpp_test.cpp
Java代码:
public class JavaTest {
public static void main(String[] args) {
final int ARRAY_LENGTH = 100;
final int FINISH_TRIGGER = 100000000;
int[] intArray = new int[ARRAY_LENGTH];
for (int i = 0; i < ARRAY_LENGTH; i++) intArray[i] = 1;
int i = 0;
boolean finished = false;
long loopCount = 0;
System.out.println("Start");
long startTime = System.nanoTime();
while (!finished) {
loopCount++;
intArray[i]++;
if (intArray[i] >= FINISH_TRIGGER) finished = true;
else if (i <(ARRAY_LENGTH - 1)) i++;
else i = 0;
}
System.out.println("Finish: " + loopCount + " loops; " +
((System.nanoTime() - startTime)/1e9) + " secs");
// 5 executions in range 5.98 - 6.17 secs (each 9999999801 loops)
}
}
C++代码:
//cpp_test.cpp:
#include <iostream>
#include <sys/time.h>
int main() {
const int ARRAY_LENGTH = 100;
const int FINISH_TRIGGER = 100000000;
int *intArray = new int[ARRAY_LENGTH];
for (int i = 0; i < ARRAY_LENGTH; i++) intArray[i] = 1;
int i = 0;
bool finished = false;
long long loopCount = 0;
std::cout << "Start\n";
timespec ts;
clock_gettime(CLOCK_REALTIME, &ts);
long long startTime = (1000000000*ts.tv_sec) + ts.tv_nsec;
while (!finished) {
loopCount++;
intArray[i]++;
if (intArray[i] >= FINISH_TRIGGER) finished = true;
else if (i < (ARRAY_LENGTH - 1)) i++;
else i = 0;
}
clock_gettime(CLOCK_REALTIME, &ts);
double elapsedTime =
((1000000000*ts.tv_sec) + ts.tv_nsec - startTime)/1e9;
std::cout << "Finish: " << loopCount << " loops; ";
std::cout << elapsedTime << " secs\n";
// 5 executions in range 33.07 - 33.45 secs (each 9999999801 loops)
}
最佳答案
我唯一一次让 C++ 程序跑赢 Java 是在使用分析信息时。这表明运行时信息(Java 默认获取)中有些东西可以加快执行速度。
除了重要的 if 语句外,您的程序中没有太多内容。也就是说,如果不分析整个程序,就很难预测哪个分支最有可能。这让我相信这是一个分支预测错误的问题。现代 CPU 做 instruction pipelining这允许更高的 CPU 吞吐量。然而,这需要预测下一条要执行的指令是什么。如果猜测错误,则必须清除指令流水线,并加载正确的指令(这需要时间)。
在编译时,编译器没有足够的信息来预测哪个分支最有可能。 CPU 也会做一些分支预测,但这通常是沿着循环 loop 和 ifs if(而不是 else)的思路。
然而,Java 具有能够在运行时和编译时使用信息的优势。这允许 Java 将中间分支识别为最常出现的分支,因此可以为管道预测该分支。
关于java - 与 java 相比,为什么这个 C++ 代码执行速度如此之慢?,我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题: https://stackoverflow.com/questions/44342884/