为什么Java表现比其他解释型语言更好？

Question

为什么Java的性能要比像Python这样的其他解释型语言好得多？我知道这可能与它预先编译有关，但并发性呢？

JVM如何处理并发程序，而解释型语言不得不处理全局解释器锁等会大大降低性能的问题？

- Tarighat

---

在现代全功能平台上，运行时会将代码编译为本地代码。解释器仅在最初用于收集统计信息，以便对生成的本地代码进行优化。 - Affe

Java并非像Python一样完全解释执行，而是编译为中间语言Java字节码（Java Bytecode），这种方式更快速地进行解释。 - le3th4x0rbot

非常感谢迄今为止提供的出色答案。我有点紧张，因为这是我第一次发布问题。 - Tarighat

@BaileyS Python 也被编译成字节码。 - sepp2k

@sepp2k，我不知道Python的这一点，但是这个观点仍然适用于与PHP、Perl等的比较... - le3th4x0rbot

Answer 1

这是一个非常有趣的问题，但我不确定是否有简单的方法来回答它。现在的JVM使用一系列高度激进的优化来尝试提高性能。以下是其中几个：

这是一个非常有趣的问题，但我不确定是否有简单的方法来回答它。现在的JVM使用一系列高度激进的优化来尝试提高性能。以下是其中几个：

• 动态编译：大多数优秀的JVM可以直接将字节码动态编译成机器码，然后以本地速度执行。
• 多态行内缓存：许多JVM使用行内缓存来尝试改善方法分派的性能，通过记住过去调用了哪些函数。
• 静态类型：由于Java是静态类型语言，字节码指令很少需要对对象类型进行昂贵的内省，以确定如何在其上执行操作。字段偏移量可以静态计算，虚拟函数表中的方法索引也可以预先计算。与像JavaScript这样没有静态类型的语言相比，解释起来更为困难。
• 垃圾回收：JVM垃圾回收器经过优化，可以高效地分配和释放对象。它使用标记-清除和停止-复制技术的组合，使大多数分配变得非常快，并且易于快速回收大量内存。
• 已知瓶颈点：一些JVM实现不会有一个巨大的VM锁，而是会自动插入额外的代码到每个编译/解释代码中，以定期与VM进行检查并确定它们是否可以继续运行。这样，如果JVM只需要在几个线程中进行垃圾回收，它可以在其他线程运行时进行。如果它需要进行停止-全球操作，它将仅在线程达到特定点时发生，这意味着简单的操作不必不断地检查VM状态。

还有许多我可能不知道的优化措施，但我希望这能帮助你找到答案！

- templatetypedef

---

值得注意的是，Java并非直接解释执行，而是预先编译为伪汇编指令，在运行时比完整的编程语言文本更快处理。 - le3th4x0rbot

还有JIT，这也是一个重要因素。 - fge

@fge- 这是一个很好的观点。我将其列为“动态编译”，而不是JIT。 - templatetypedef

是的，但 JIT 的大部分工作是将字节码序列转换为其他字节码序列... 如果我没记错，编译成机器代码还是相当新的，不是吗？ - fge

@fge：只有当您认为“1999年”或“Java 1.2”是相当新的时候--http://en.wikipedia.org/wiki/HotSpot - Steven Schlansker

Answer 2

在编译过程中，Java代码几乎没有进行优化。

运行时JIT完成大部分编译工作。

Java相对而言功能较少，副作用也很小。这使得代码更容易被优化。

相比之下，解释型语言必须处理全局解释器锁等问题，这真的会拖慢程序速度吗？

这是一个实现问题。Java从一开始就设计了多线程支持。我猜Python是为脚本和快速开发周期而设计的，因此在这方面表现更佳。

- Peter Lawrey

---

你关于最后一点是完全正确的。 - Tarighat