如何才能创建节点。js比c和java快吗?基准比较节点。js、c、java和python
我做了一个非常简单的基准测试程序,用4种不同的语言计算了10000000个素数
- (2.97秒)-节点。js(javascript)(4.4.5)
- (6.96秒)-c(c99)
- (6.91秒)-java(1.7)
- (45.5秒)-python(2.7)
以上是平均每次运行3次,用户时间
节点。js是目前运行最快的。这让我感到困惑,原因有两个:
- javascript总是对变量使用双精度浮点,而c和java在这种情况下使用(长)整数。使用整数的数学应该更快李>
- javascript通常被称为解释型,而实际上它是一种即时编译语言。但即便如此,JIT编译器如何能比完全编译的语言更快呢? python代码运行速度最慢,这并不奇怪,但为什么节点不是。js代码以与python类似的速度运行李>
我用-O2优化编译了c代码,但我尝试了所有级别的优化,没有产生明显的差异
伯爵夫人。js
"use strict";
var isPrime = function(n){
//if (n !== parseInt(n,10)) {return false};
if (n < 2) {return false};
if (n === 2) {return true};
if (n === 3) {return true};
if (n % 2 === 0) {return false};
if (n % 3 === 0) {return false};
if (n % 1) {return false};
var sqrtOfN = Math.sqrt(n);
for (var i = 5; i <= sqrtOfN; i += 6){
if (n % i === 0) {return false}
if (n % (i + 2) === 0) {return false}
}
return true;
};
var countPrime = function(){
var count = 0;
for (let i = 1; i < 10000000;i++){
if (isPrime(i)){
count++;
}
}
console.log('total',count);
};
countPrime();
节点。js结果
$ time node primeCalc.js
total 664579
real 0m2.965s
user 0m2.928s
sys 0m0.016s
$ node --version
v4.4.5
primeCalc。c
#include <stdio.h>
#include <math.h>
#define true 1
#define false 0
int isPrime (register long n){
if (n < 2) return false;
if (n == 2) return true;
if (n == 3) return true;
if (n % 2 == 0) return false;
if (n % 3 == 0) return false;
if (n % 1) return false;
double sqrtOfN = sqrt(n);
for (long i = 5; i <= sqrtOfN; i += 6){
if (n % i == 0) return false;
if (n % (i + 2) == 0) return false;
}
return true;
};
int main(int argc, const char * argv[]) {
register long count = 0;
for (register long i = 0; i < 10000000; i++){
if (isPrime(i)){
count++;
}
}
printf("total %li\n",count);
return 0;
}
c结果
$ gcc primeCalc.c -lm -g -O2 -std=c99 -Wall
$ time ./a.out
total 664579
real 0m6.718s
user 0m6.668s
sys 0m0.008s
PrimeCalc。爪哇
公共类素数{
public static void main(String[] args) {
long count = 0;
for (long i = 0; i < 10000000; i++){
if (isPrime(i)){
count++;
}
}
System.out.println("total "+count);
}
public static boolean isPrime(long n) {
if (n < 2) return false;
if (n == 2) return true;
if (n == 3) return true;
if (n % 2 == 0) return false;
if (n % 3 == 0) return false;
if (n % 1 > 0) return false;
double sqrtOfN = Math.sqrt(n);
for (long i = 5; i <= sqrtOfN; i += 6){
if (n % i == 0) return false;
if (n % (i + 2) == 0) return false;
}
return true;
};
}
java结果
$ javac PrimeCalc.java
$ time java PrimeCalc
total 664579
real 0m7.197s
user 0m7.036s
sys 0m0.040s
$ java -version
java version "1.7.0_111"
OpenJDK Runtime Environment (IcedTea 2.6.7) (7u111-2.6.7-0ubuntu0.14.04.3)
OpenJDK 64-Bit Server VM (build 24.111-b01, mixed mode)
primeCalc。派克
import math
def isPrime (n):
if n < 2 : return False
if n == 2 : return True
if n == 3 : return True
if n % 2 == 0 : return False
if n % 3 == 0 : return False
if n % 1 >0 : return False
sqrtOfN = int(math.sqrt(n)) + 1
for i in xrange (5, sqrtOfN, 6):
if n % i == 0 : return False;
if n % (i + 2) == 0 : return False;
return True
count = 0;
for i in xrange(10000000) :
if isPrime(i) :
count+=1
print "total ",count
python结果
time python primeCalc.py
total 664579
real 0m46.588s
user 0m45.732s
sys 0m0.156s
$ python --version
Python 2.7.6
linux
$ uname -a
Linux hoarfrost-node_6-3667558 4.2.0-c9 #1 SMP Wed Sep 30 16:14:37 UTC 2015 x86_64 x86_64 x86_64 GNU/Linux
附加c运行时间(附录)
- (7.81 s)无优化,gcc primeCalc。c-lm-std=c99-墙体
- (8.13 s)优化0,gcc primeCalc。c-lm-O0-std=c99-墙体
- (7.30 s)优化1,gcc primeCalc。c-lm-O1-std=c99-墙体
(6.66 s)优化2,gcc primeCalc。c-lm-O2-std=c99-壁
- 每个优化级别用户时间平均3次新运行*
我在这里读了这篇文章: Why is this NodeJS 2x faster than native C? 这段代码使用的示例实际上没有做任何重要的事情。这就好像编译器可以在编译时计算出结果,甚至不需要执行100000000次循环就可以得到答案。 如果在计算中添加另一个除法步骤,则优化的意义要小得多
for (long i = 0; i < 100000000; i++) {
d += i >> 1;
d = d / (i +1); // <-- New Term
}
- (1.88秒)无需优化
- (1.53秒)优化(-O2)
更新日期2017年3月15日 在阅读了@leon的答案后,我进行了一些验证测试
测试1-32位Beaglebone黑色,664579素数最多10000000
未编辑的CalcTime。js和CalcTime。c运行在Beaglebone black上,它有一个32位处理器
- C代码=62秒(gcc,长数据类型)
- JS代码=102秒(节点v4)
测试2-64位Macbook Pro,664579最高1000万次启动
替换CalcTime中的长数据类型。带有uint32_t的c代码,在我的MacBook pro上运行,它有一个64位处理器
- C代码=5.73秒(叮当声,长数据类型)
- C代码=2.43秒(叮当声,uint_32_t数据类型)
- JS代码=2.12秒(节点v4)
测试3-64位Macbook Pro,91836个素数(i=1;i<;8000000000;i+=10000)
在C代码中使用无符号长数据类型,强制javascript使用一些64位。 -C代码=20.4秒(叮当声,长数据类型) -JS代码=17.8秒(节点v4)
测试4-64位Macbook Pro,86277个素数(i=8000,00001;i<;1600000000;i+=10000)
在C代码中使用无符号长数据类型,强制javascript使用所有64位。 -C代码=35.8秒(叮当声,长数据类型) -JS代码=34.1秒(节点v4)
测试5-Cloud9 64位Linux(i=0;i<;10000000;i++)
language datatype time % to C
javascript auto 3.22 31%
C long 7.95 224%
C int 2.46 0%
Java long 8.08 229%
Java int 2.15 -12%
Python auto 48.43 1872%
Pypy auto 9.51 287%
测试6-Cloud9 64位Linux(i=800000001;i<;1600000000;i+=10000)
javascript auto 52.38 12%
C long 46.80 0%
Java long 49.70 6%
Python auto 268.47 474%
Pypy auto 56.55 21%
(所有结果均为o的平均值f三次运行的用户秒数,运行之间的时间变化<;10%)
结果参差不齐
在整数范围内将C和Java数据类型更改为整数可以显著加快执行速度。在BBB和Cloud9计算机上,切换到ints使C比node更快。js。但在我的Mac电脑上,节点。js程序仍然运行得更快。也许是因为Mac使用了clang,而BBB和Cloud 9计算机使用的是gcc。有人知道gcc编译的程序是否比gcc快吗
使用所有64位整数时,C比node快一点。在BBB和Cloud9 PC上使用js,但在我的MAC上速度稍慢
您还可以看到,在这些测试中,pypy的速度大约是标准python的四倍
事实上,这个节点。js甚至与C兼容,这让我感到惊讶
# 1 楼答案
我花了几天时间研究JS/V8和C之间的性能差异,首先关注V8发动机产生的氢气IR。然而,在确保没有特别的优化出现后,我回到了对汇编输出的分析,我突然发现答案非常简单,归结到Jay Conrod's blog post中关于V8内部的几句话:
手边的示例允许在32位和节点中拟合所有计算。js充分利用了这一点!C代码使用了
long
类型,在OP的(以及我的)平台上,它恰好是64位类型。因此,这是一个32位算术与64位算术的问题,主要是由于昂贵的除法/余数运算如果C代码中的
long
被替换为int
,那么gcc生成的二进制文件将击败节点。js此外,如果循环用于查找32位数字范围之外的素数,则会影响节点的性能。js版本显著下降
证明
使用的源代码可以在结果下面的答案中找到
从第一列中包含的数字开始计算长度为100000的素数:
计算素数。js
计算素数。c
# 2 楼答案
当我用python用新算法运行代码时:
比上面的C基准测试更快。我认为更简单的语言可以帮助你设计更好的算法,但这是我的观点。 (也可以使用多处理来加快速度)