java - 在比较 Java 和 C++ 的速度时，我应该用 -O3 还是 -O2 编译 C++ 代码？

Question

我正在用 Java 和 C++ 编写各种等效程序来比较这两种语言的速度。这些程序在循环中使用繁重的数学计算。

有趣的是，当我使用 -O3 时，我发现 C++ 打败了 Java。当我使用 -O2 时，Java 打败了 C++。

我应该使用哪种 g++ 编译器优化来得出关于我的比较的结论？

我知道这并不像听起来那么简单，但我想对 Java 和 C++ 之间的延迟/速度比较有一些见解。

Answer 1

Interestingly enough I find that C++ beats Java when I use -O3. When I use -O2 Java beats C++.

-O3 在微基准测试中肯定会击败 -O2 但当您对更实际的应用程序(例如 FIX 引擎)进行基准测试时，您会看到 -O2 在性能方面优于 -O3。

据我所知，-O3 在编译小而数学 代码段方面做得非常好，但对于更实际和更大的应用程序，它实际上可能更慢比 -O2。通过尝试积极优化所有内容(即内联、矢量化等)，编译器将生成巨大的二进制文件，导致 cpu 缓存未命中(即尤其是指令缓存未命中)。这就是 Hotspot JIT 选择不优化大型方法和/或非热点方法的原因之一。

需要注意的一件重要事情是，JIT 使用方法作为符合优化条件的独立单元。在 your previous questions ，您有以下代码:

int iterations = stoi(argv[1]);
int load = stoi(argv[2]);

long long x = 0;

for(int i = 0; i < iterations; i++) {

    long start = get_nano_ts(); // START clock

    for(int j = 0; j < load; j++) {
        if (i % 4 == 0) {
            x += (i % 4) * (i % 8);
        } else {
            x -= (i % 16) * (i % 32);
        }
    }

    long end = get_nano_ts(); // STOP clock

    // (omitted for clarity)
}

cout << "My result: " << x << endl;  

但这段代码JIT 不友好，因为热代码块不在它自己的方法中。对于主要的 JIT yield ，您应该将代码块放在循环内的它自己的方法上。 您的方法执行热代码块而不是热方法。包含 for 循环的方法可能只被调用一次，因此 JIT 不会对此做任何事情。

When comparing Java with C++ for speed should I compile the C++ code with -O3 or -O2?

好吧，如果您将 -O3 用于微基准测试，您将获得惊人的快速结果，这对于更大、更复杂的应用程序来说是不现实的。这就是为什么我认为评委使用-O2 而不是-O3。例如，our garbage-free Java FIX engine比 C++ FIX 引擎更快，我不知道它们是否使用 -O0、-O1、-O2、- O3 或通过可执行链接的混合。

理论上，一个人可以将整个 C++ 应用程序选择性地划分为可执行片段，选择哪些将使用 -O2 编译，哪些将使用 -O3。然后将所有内容链接到一个理想的二进制可执行文件中。但实际上，这有多可行？

热点选择的方法要简单得多。它说:

听着，我会将每个方法视为一个独立的执行单元，而不是任何地方的任何代码块。如果该方法足够热(即经常调用)并且足够小，我将尝试积极优化它。

这当然有需要代码预热的缺点，但它更简单，并且在大多数情况下可以为现实/大型/复杂的应用程序产生最佳结果。

最后但同样重要的是，如果您想使用 -O3 编译整个应用程序，您可能应该考虑这个问题:When can I confidently compile program with -O3?