Perché Python è più lento di Java ma più veloce di PHP [chiuso]

Ho visto molte volte vari parametri di riferimento che mostrano come un gruppo di lingue si esibisce in un determinato compito.

Questi benchmark rivelano sempre che Python è più lento di Java e più veloce di PHP, e mi chiedo perché sia ​​così.

• Java, Python e PHP vengono eseguiti all'interno di una macchina virtuale
• Tutte e tre le lingue convertono i loro programmi nei loro codici byte personalizzati che vengono eseguiti sul sistema operativo, quindi nessuno funziona in modo nativo
• Sia Java che Python possono essere "compilati" ( .pycper Python) ma il __main__modulo per Python non è compilato

Python e PHP sono digitati in modo dinamico e Java staticamente: è questo il motivo per cui Java è più veloce e, in tal caso, spiega come ciò influisce sulla velocità.

E, anche se l'argomento dinamico-vs-statico è corretto, questo non spiega perché PHP sia più lento di Python, perché entrambi sono linguaggi dinamici.

Puoi vedere alcuni benchmark qui e qui e qui

Il codice JVM può essere compilato in modo efficiente JIT, usando un compilatore ad hoc banale (e veloce). Ma lo stesso sarebbe eccezionalmente difficile per PHP e Python, a causa della loro natura tipizzata in modo dinamico. JVM si traduce in un codice nativo piuttosto basso e semplice, abbastanza simile a quello che produrrebbe un compilatore C ++, ma per i linguaggi dinamici dovresti generare un dispaccio dinamico per letteralmente tutte le operazioni di base e per tutte le chiamate al metodo. Questo invio dinamico rappresenta il principale collo di bottiglia per tutte le lingue di questo tipo.

In alcuni casi è possibile eliminare l'invio dinamico (così come le chiamate virtuali in Java) utilizzando un compilatore JIT di traccia molto più complicato. Questo approccio è ancora agli inizi, non sta interpretando in modo troppo astratto, e un simile compilatore probabilmente si strozzerà con le evalchiamate (che sono molto tipiche per i linguaggi dinamici).

Per quanto riguarda la differenza tra Python e PHP, quest'ultima è solo di qualità molto inferiore. Poteva correre più veloce in teoria, ma non lo farà mai.

C'è un problema generale con questa domanda in quanto è troppo assoluto. Non ha davvero senso dire "la lingua X è più veloce della lingua Y". Un linguaggio informatico in sé non è "veloce" o "lento" perché è semplicemente un modo di esprimere un algoritmo. La vera domanda dovrebbe essere qualcosa nell'ordine di "perché l'implementazione X1 della lingua X è più veloce dell'implementazione Y1 della lingua Y per questo particolare dominio problematico?"

Alcune differenze di velocità cadranno sicuramente dalla lingua stessa poiché alcune lingue sono più facili da implementare in determinati domini rispetto ad altre. Ma molto di ciò che rende veloce un'implementazione non è la lingua. Ad esempio, non puoi davvero dire "Python è più lento di Java" senza considerare se stai parlando di CPython, IronPython o PyPy. Ciò è particolarmente vero per le lingue che utilizzano una macchina virtuale poiché la velocità sarà direttamente influenzata dalla qualità della macchina virtuale.

A parte questo, lavoro con un sistema che per vari motivi non può usare JIT sul nostro dispositivo con una VM JavaScript molto popolare che normalmente lo supporta. Ciò significa che il nostro JavaScript funziona molto, molto più lentamente rispetto a un PC con un processore simile. Quella modifica, che non è direttamente correlata al linguaggio stesso, porta JavaScript da "alcune volte più lento del C ++" a "ordini di grandezza più lenti del C ++" per i compiti che ci interessano.

Si consideri inoltre che le lingue differiscono per caratteristiche prestazionali in modi che non sono direttamente comparabili. Troppi benchmark traducono semplicemente un programma dalla lingua A alla lingua B e non tengono conto del fatto che le lingue differiscono in quali funzioni sono veloci. (Puoi vederlo in qualsiasi confronto comparativo ragionevole come quelli a cui ti colleghi in quanto spesso hanno note come "grazie a così e così per avermi mostrato come implementarlo nel linguaggio Foo.)

Ad esempio, prendi questo codice Java:

for(int i=0;i<10;i++) {
    Object o = new Object;
    doSomething(o);
}

Sarebbe tentato di "riscrivere" questo in C ++ e confrontare i tempi di esecuzione:

for(int i=0;i<10;i++) {
    Object *o = new Object;
    doSomething(o);
    delete(o);
}

Il fatto è che qualsiasi programmatore C ++ competente vedrà immediatamente che in C ++ questo non è il modo più veloce per fare qualcosa. Puoi velocizzare facilmente le cose cambiandole per renderle più appropriate al C ++:

for(int i=0;i<10;i++) {
    Object o;
    doSomething(&o);
}

Il punto non è che il C ++ può essere veloce ma piuttosto che scrivere benchmark per confrontare le lingue è davvero, davvero difficile. Per farlo in modo appropriato, devi essere un esperto in entrambe le lingue e scrivere da zero in entrambe le lingue. Anche allora, puoi facilmente imbatterti in aree in cui una lingua eccelle in una determinata attività. Ad esempio, posso scrivere una versione di Towers of Hanoi in C ++ che funzionerà più velocemente di Java su qualsiasi compilatore ragionevole. Posso farlo essenzialmente barando, usando modelli C ++, valutati in fase di compilazione (http://forums.devshed.com/c-programming-42/c-towers-of-hanoi-using-templates-424148.html)

Il punto non è che potrei dire che "C ++ è più veloce di Java" perché il mio programma è tornato all'istante mentre la versione Java funzionava per minuti (e sperando che nessuno notasse che il mio programma ha impiegato mezz'ora per essere costruito). Il punto è che per questo varia caso stretto, C ++ è più veloce. Per altri casi ristretti potrebbe essere il contrario. Quindi non è "C ++ è più veloce", è "C ++ è più veloce nei casi in cui è possibile valutare l'espressione in fase di compilazione utilizzando i modelli". Meno soddisfacente, ma vero.

Le differenze di velocità nelle lingue riguardano principalmente l'implementazione. Le lingue compilate saranno più veloci delle lingue interpretate. La compilazione in codice nativo sarà più veloce della compilazione in codice byte. Ciò avrà molto più effetto di domande come se la lingua sia tipizzata staticamente o meno. E, naturalmente, le buone implementazioni saranno più veloci di quelle cattive.

E non dimenticare che i buoni programmatori produrranno un codice più veloce rispetto ai cattivi programmatori, spesso in una misura che supera abbastanza le differenze linguistiche.

Ha a che fare con la qualità del compilatore, il compilatore java è stato continuamente ottimizzato per molto più tempo e l'ottimizzazione è più importante perché tutto il codice è compilato per Java. Non sono sicuro del motivo esatto per cui Python sia più veloce di PHP, ma scommetterei che è dovuto all'influenza di Google con Python.

Perché Java è il più veloce:

Digitato staticamente + JIT compile + --server flag per ricompilare in modo aggressivo il codice in esecuzione.

Perché Python è più veloce di PHP:

Python potrebbe essere un linguaggio dinamico, ma è ancora fortemente tipizzato. Ciò significa che le strutture codificate sono in grado di ottimizzare il runtime.

Perché PHP fa schifo:

Fondamentalmente è javascript sul server (nessun supporto multithreading, totalmente dinamico, liberamente scritto).

In sostanza, più il compilatore conosce il tuo codice, più può ottimizzare. Java è completamente ottimizzabile prima di essere eseguito e mentre è in esecuzione. Python è ottimizzabile mentre è in esecuzione e PHP è, beh, terribile. Facebook in effetti traspila il loro PHP in C prima che arrivi sul server.
https://developers.facebook.com/blog/post/2010/02/02/hiphop-for-php--move-fast/

I parametri di riferimento sono piuttosto distorti a favore di una pesante programmazione matematica.

Non sorprende che Python sia abbastanza bravo in matematica complessa se si considera dove e perché è stato scritto per la prima volta .

PHP d'altra parte è stato scritto per servire pagine Web, può fare altre cose, ma le pagine Web sono ciò che è meglio e è alla pari o migliore di Java in questo compito.