1、Java 語言的概述

作為一種面向對象的程序設計語言，Java 與 C++極為 類似，但卻要比 C++簡單的多。它在集成其他語言的特點 和優(yōu)勢的同時又有自己獨特的優(yōu)勢。

Java 的主要特點如下：

（1）簡單性。Java 可以對內存中產(chǎn)生的垃圾進行自動收集， 大幅度降低了程序的復雜程度，此外，Java 添加了更為實 用的功能的，這使得程序開發(fā)更加簡單可靠。

（2）平臺獨 立性。Java 語言在程序編程過程中是先編譯成中間碼，然 后再進行裝載與校驗，最后通過翻譯出來的不同的機器碼 來執(zhí)行。因此，只要能支持 Java 虛擬機，就可運行各種 J ava 程序。這也是 Java 最吸引人、使用方便的原因。

（3） 面向對象的技術。近年來軟件開發(fā)中使用最多的就是面向 對象的技術。面向對象技術是指在編程過程中，以一種更 加直觀的、人們更容易接受的方式來編程的技術。而 Java 的動態(tài)聯(lián)網(wǎng)編程特性，將面向對象的優(yōu)勢發(fā)揮到最大。

2、C 語言的概述

C 語言，作為一種新的程序設計語言，它結合了匯編 語言與高級語言兩種語言的優(yōu)勢，使得它的應用更加簡單、 普及。如今，C 語言已經(jīng)應用于各種類型的微型機上。在編寫程序時，C 語言可以直接進行程序的編程。因此，C 語言在應用方面十分廣泛，具備很強的數(shù)據(jù)處理能力。C 語言的應用已不僅僅是用于軟件開發(fā)，各類科研都需要用 到 C 語言。

C 語言的優(yōu)點：1.是簡潔緊湊、靈活方便；2.運算符 豐富；3.數(shù)據(jù)類型豐富；4.表達方式靈活多用；5.生成目標代碼 質量高、程序執(zhí)行效率高；可移植性高。

因為 C 語言是將 相同數(shù)據(jù)堆放在一塊，這就使得 C 語言的數(shù)據(jù)存在很大的 安全缺陷，一旦出現(xiàn)意外，所有數(shù)據(jù)都將丟失。

此外，C 語言在語法限制以及變量的類型上比較寬松，這樣就會影 響到程序的安全性。而且 C 語言比其他高級語言的難度大， 完全掌握是很不易的。

3、c 和 java的 編譯器對比

Java與C/C++的編譯器對比實際上是代表了最經(jīng)典的JIT編譯器與靜態(tài)編譯器的對比，

（注釋：JIT編譯器，英文寫作Just-In-Time Compiler，中文意思是即時編譯器。JIT編譯器能夠將MSIL編譯成為各種不同的機器代碼，以適應對應的系統(tǒng)平臺，最終使得程序在目標系統(tǒng)中得到順利地運行。 靜態(tài)編譯，就是編譯器在編譯可執(zhí)行文件的時候，將可執(zhí)行文件 需要調用的對應動態(tài)鏈接庫(.so或.lib)中的部分提取出來，鏈接到可執(zhí)行文件中去，使可執(zhí)行文件在運行的時候不依賴于動態(tài)鏈接庫。）

也很大程度上決定了Java與C/C++的性能對比的結果，

因為無論是C/C++還是Java代碼，最終編譯之后被機器執(zhí)行的都是本地機器碼，哪種語言性能更高，除了它們自身的API庫實現(xiàn)得好壞以外，其余的比較就成了一場“拼編譯器”、“拼輸出代碼質量”的游戲。

當然，這種比較也是剔除了開發(fā)效率的片面對比，語言間孰優(yōu)孰劣，誰快誰慢的問題都是很難有結果的爭論，下面我們就回到正題，看看這兩種語言的編譯器各有何優(yōu)勢。

原因如下：

（1）因為JIT編譯器運行占用的是用戶程序運行時間，具有很大的時間壓力，它能提供的優(yōu)化手段也嚴重受制于編譯成本。如果編譯速度不能達到要求，那用戶將在啟動程序或程序的某部分察覺到重大延遲，這點使得JIT編譯器不敢隨便引入大規(guī)模的優(yōu)化技術，而編譯的時間成本在靜態(tài)優(yōu)化編譯器中并不是主要的關注點。

　 （2），Java語言是動態(tài)的類型安全語言，這意味著需要由虛擬機來確保程序不會違反語言語義或訪問非結構化內存。在實現(xiàn)層面上看，這就意味著虛擬機必須頻繁進行動態(tài)檢查，如對象實例訪問時檢查空指針、數(shù)組元素訪問時檢查上下界范圍、類型轉換時檢查繼承關系等等。對于這類程序代碼沒有明確寫出的檢查行為，盡管編譯器會努力進行優(yōu)化，但是總體上仍然要消耗著不少的運行時間。

　（3）Java語言中雖然沒有virutal關鍵字，但是使用虛方法的頻率卻遠遠大于C/C++語言，這意味著運行時對方法接收者進行多態(tài)選擇的頻率要遠遠大于C/C++語言，也意味著JIT編譯器在進行一些優(yōu)化，如方法內聯(lián)時難度要遠大于C/C++的靜態(tài)優(yōu)化編譯器。

　（4）Java語言是可以動態(tài)擴展的語言，運行時加載新的類可能改變程序類型繼承關系，這使得很多全局的優(yōu)化都難以進行，因為編譯器無法看見程序的全貌，許多全局優(yōu)化措施都只能以激進優(yōu)化的方式來完成，編譯器不得不時刻注意并隨著類型變化而在運行是撤消或重新進行一些優(yōu)化。

　（5）Java語言中的對象內存分配都是堆上進行，只有方法中的局部變量才在棧上分配。而C/C++的對象則有多種內存分配方式，既可能在堆上分配，也可能在棧上分配，如果可以把線程私有的對象在棧上分配，將可以減輕內存回收的壓力，也不需要考慮內存屏障方面的問題。另外，C/C++中主要由用戶程序代碼來回收分配的內存，這就不存在無用對象篩選的過程，因此效率上（僅指運行效率，排除了開發(fā)效率）也垃圾收集機制要高。

(6)因為C是編譯型的，直接將源碼編譯成機器代碼；而JAVA是解釋型，源碼被編譯成二進制偽代碼，由JAVA虛擬機解釋執(zhí)行。但是，由于C是編譯型的，它的可移植性差；而JAVA是解釋執(zhí)行，因此具有很好的移植性，可跨平臺運行。

同時：編一個普通的本地應用程序，一般c 要快于java， 編web應用，由于c實現(xiàn)的cgi程序基本是進程型，而java application server 的管理servlet采用線程方式，所以，在訪問量大的情況下，java有優(yōu)勢。

　（finally）Java語言相對C/C++的劣勢上面說了一大堆，倒不是說Java就真的不如C/C++了，相信大家也注意到了，Java語言的這些性能上的劣勢都是為了換取開發(fā)效率上的優(yōu)勢而付出的代價，動態(tài)安全、動態(tài)擴展、垃圾回收這些“拖后腿”特性都為Java語言的開發(fā)效率作出了很大貢獻。何況，也不見得就沒有Java的JIT編譯器能做，而C/C++的靜態(tài)優(yōu)化編譯器不能做的優(yōu)化：由于C/C++編譯器的靜態(tài)性，以運行期性能監(jiān)控為基礎的優(yōu)化措施它都無法進行，如調用頻率預測（Call Frequency Prediction）、分支頻率預測（Branch Frequency Prediction）、裁剪未被選擇的分支（Untaken Branch Pruning）等，這些都會形成一些Java語言獨有的性能優(yōu)勢

4、Java程序比C/C++程序慢的影響因素

1)解釋性語言固有開銷：java程序在運行時類加載器從類路經(jīng)中加載相關的類,然后java虛擬機讀取該類文件的字節(jié),執(zhí)行相應操作.而C 編譯的時候將程序編譯成本地機器碼.一般來說java程序執(zhí)行速度要比C 慢10-30倍.即使采用just-in-time compiling (讀取類文件字節(jié)后,編譯成本地機器碼)技術,速度也要比C 慢好多.

2)字節(jié)碼加載執(zhí)行開銷：java程序要從網(wǎng)絡上加載類字節(jié),然后執(zhí)行,這也是導致java運行速度慢的原因.

3)運行時溢出檢測開銷：在程序運行過程中,java虛擬機要檢測數(shù)組是否越界,在C 中則不檢測.

4)堆與棧的區(qū)別：java中所有的對象都創(chuàng)建在堆中,沒有對象被創(chuàng)建在stack中,而C 有的對象和變量是創(chuàng)建在stack中的

5)運行時引用檢測開銷：java在運行過程中檢測對象的引用是否為空,如果引用指向都空指針,且執(zhí)行某個方法時會拋出空指針異常

6)運行時類型檢測開銷：java運行時對類型檢測,如果類型不正確會拋出ClassCastException異常.

7)GC巨大開銷：java的垃圾回收機制較C 由程序員管理內存效率更低.

8)類型轉換開銷：java中的原始數(shù)據(jù)類型在每個操作系統(tǒng)平臺長度都是相同,而C 這些數(shù)據(jù)類型長度是隨操作系統(tǒng)的不同而不同,所以java在不同操作系統(tǒng)上執(zhí)行時有個轉化過程.

9)String類型開銷：在java中String 是UNICODE.當java要操作一個 ASCII string 時,比C 效率上相對要低一些.

10)動態(tài)鏈接開銷：java中采用的是動態(tài)鏈接

5、結論

綜上所述，C 語言的運行效率 要比 Java 的高很多（有人說是高10-30倍）。因為 C 語言是屬于編譯型的，而 Java 語言則是解釋型的。Java 語言運行時要先被翻譯成計算機能 辨識的二進制代碼，然后才能執(zhí)行。雖然在一些的程序測試 中 C 語言要快于 Java 語言，但這并不是絕對的。在實際中， 要根據(jù)不同語言應用范圍，才能選擇某一語言程序。

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