虚拟机语言能否胜过本机语言：检查 C 和 Java/C# 之间的性能差异？

C 本机代码与 Java/C# 虚拟机：了解性能差异

尽管逻辑上假设 Java 和 C# 等语言，在虚拟机而不是本机代码上运行，无法与 C 的速度相匹配，最近的进展挑战了这一概念。虚拟机语言如何超越原生语言？

JIT 与静态编译

即时 (JIT) 编译器将字节码转换为运行时的本机代码。然而，这个过程会产生一定的成本：JIT 编译器无法一次完成所有编译，这与生成完整的本机二进制文件的静态编译器不同。对于某些应用程序，静态编译将优于 JIT 编译。

C 元编程

C 的模板元编程允许在编译期间进行代码处理，从而导致运行时代码几乎为零。虽然此功能对实际应用程序的影响尚未完全实现，但这是一个值得注意的考虑因素。

本机 C 内存使用

C 的内存使用与 Java/C# 不同：与需要垃圾收集和额外运行时处理的 Java/C# 对象相比，直接指针访问内存可以提供显着的性能优势。此外，C 对内存分配和 RAII 的控制使其能够更有效地处理内存密集型操作。

C /CLI 与 C#/VB.NET

C /CLI 是 .NET 托管的 C 实现，受益于 C 本机编译器的高级优化技术。因此，由于 C 的战略代码放置启用了更积极的 JIT 优化，C /CLI 代码有时可以比等效的 C# 代码执行得更好。

结论

虽然 C# 和 Java 易于开发并提供丰富的库，但 C 在需要原始功能、终极性能优化、高级语言功能和坚定可靠性的情况下表现出色，尤其是对于低延迟和延迟敏感的应用程序。

编辑 (2011-06-06)：我的 C#/.NET 经验

基于五个月的专业 C#根据编码经验，我发现虽然 C#/Java 适合生成可行的代码，但在追求卓越的代码质量时却表现不佳。泛型、RAII 和不变性限制使得实现与 C 相同水平的可靠性具有挑战性。

此外，需要超低延迟的关键服务器端应用程序转向 C 表明了 C 的持续主导地位在原始功率和精度至关重要的领域。

编辑（2011-06-22）：第三方见解

独立研究证实了 C 对于要求苛刻的应用程序的性能优越性。然而，他们也强调了 C 编写平均质量代码的难度与实现高质量代码的容易程度之间的权衡。

编辑（2011-09-20）：Andrei Alexandrescu 的观点

Herb Sutter 的引言出自 Andrei Alexandrescu，强调了 C 的矛盾本质。虽然编写 C 代码比其他语言更难，但由于 C 的优化功能，编写高效代码的挑战性较小。

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