为什么Go这么慢（与Java相比）？

我们可以从2010年的计算机语言基准游戏中看到：

• Go平均比C慢10倍
• Go比Java慢3倍！

考虑到Go编译器会生成要执行的本机代码，这怎么可能？
Go的编译器不成熟？还是Go语言存在一些内在问题？

编辑：
大多数答案都否认Go语言的内在缓慢性，声称问题出在不成熟的编译器中。
因此，我进行了一些自己的测试来计算斐波那契数：迭代算法在Go（freebsd，6g）中以与sameC（带有O3选项）相同的速度运行。迟钝的递归代码在Go中的运行2 times速度比在C语言中运行的慢（使用-O3选项；使用-O0-相同）。但是我还没有看到基准测试中出现10倍的下降。

6g和8g编译器并不是特别优化，因此它们生成的代码并不是特别快。

它们旨在快速运行自己并生成可以的代码（有些优化）。gccgo使用GCC的现有优化遍历，并且可能与C进行更有意义的比较，但是gccgo尚未完成功能。

基准数字几乎完全与执行质量有关。它们与这种语言没有太多关系，除非实现花费了运行时支持基准测试实际上不需要的语言功能。在大多数已编译语言中，理论上足够聪明的编译器可以剔除不需要的内容，但是您到了要演示的地方，因为很少有真正的语言用户编写不使用该功能的程序。 。将事情移开而不完全删除它们（例如，在JIT编译的Java中预测虚拟调用目标）开始变得棘手。

FWIW是我自己对Go进行的非常琐碎的测试（基本上是整数加法循环），gccgo朝着介于C gcc -O0和gcc -O2C 之间的范围的快端生成了代码。Go 本质上并不慢，但是编译器还不能做所有事情。对于使用10分钟的语言来说，这不足为奇。

在Go FAQ的下一版本中，应显示类似以下内容。

性能

为什么Go在基准X上表现不佳？

Go的设计目标之一是接近可比程序的C性能，但在某些基准上却表现不佳，包括在测试/基准测试中的一些基准。最慢的速度取决于在Go中没有可比性能的版本的库。例如，数字位数取决于多精度数学程序包，而与Go语言不同，C语言版本使用GMP（用优化的汇编程序编写）。依赖于正则表达式（例如regex-dna）的基准本质上是将Go的权宜之计regexp软件包与成熟的，高度优化的正则表达式库（如PCRE）进行比较。

基准测试通过广泛的调整赢得了胜利，大多数基准的Go版本需要引起注意。如果您测量可比较的C和Go程序（反向补码就是一个例子），您会发现两种语言的原始性能比该套件所表明的要紧密得多。

尽管如此，仍有改进的空间。编译器很好，但可能会更好，许多库需要大量的性能工作，并且垃圾收集器还不够快（即使这样做，注意不要生成不必要的垃圾也会产生巨大的影响）。

这是来自最近的邮件列表线程的有关计算机基准测试的更多详细信息。

gccgo中的垃圾收集和性能（1）

gccgo中的垃圾收集和性能（2）

重要的是要注意，计算机基准测试只是一个游戏。在性能评估和容量规划方面有经验的人员会仔细地匹配实际和实际的工作负载；他们不玩游戏。

我的答案不像其他人那么专业，但是我认为它仍然很重要。当我决定开始学习Go时，我在计算机基准测试游戏中看到了相同的基准。但老实说，我认为所有这些综合基准对于确定Go是否足够快都没有意义。

我最近使用Tornado + TornadIO + ZMQ用Python编写了一个消息服务器，对于我的第一个Go项目，我决定用Go重写服务器。到目前为止，通过使服务器具有与Python版本相同的功能，我的测试向我展示了Go程序中速度提高了4.7倍。请注意，我只用Go编写了一个星期的代码，而我用Python编写了5年以上。

随着他们不断努力，Go只会变得越来越快，我认为这实际上取决于它在实际应用程序中的性能，而不是很小的计算基准。对我来说，Go显然比我用Python生产的程序效率更高。这是我对这个问题的答案的看法。

事情变了。

我认为当前对您问题的正确答案是反驳“走慢”的概念。在您询问时，您的判断是有道理的，但是从那以后，go在性能方面获得了很多基础。现在，它的速度仍不及C，但从一般意义上讲，它的速度要慢10倍。

计算机语言基准测试游戏

在撰写本文时：

source  secs    KB      gz      cpu     cpu load

reverse-complement
1.167x
Go      0.49    88,320  1278    0.84    30% 28% 98% 34%
C gcc   0.42    145,900 812     0.57    0% 26% 20% 100%

pidigits
1.21x
Go      2.10    8,084   603 2.10    0% 100% 1% 1%
C gcc   1.73    1,992   448 1.73    1% 100% 1% 0%

fasta
1.45x
Go      1.97    3,456   1344    5.76    76% 71% 74% 73%
C gcc   1.36    2,800   1993    5.26    96% 97% 100% 97%

regex-dna
1.64x
Go      3.89    369,380 1229    8.29    43% 53% 61% 82%
C gcc   2.43    339,000 2579    5.68    46% 70% 51% 72%

fannkuch-redux
1.72x
Go      15.59   952 900 62.08   100% 100% 100% 100%
C gcc   9.07    1,576   910 35.43   100% 99% 98% 94%

spectral-norm
2x
Go      3.96    2,412   548 15.73   99% 99% 100% 99%
C gcc   1.98    1,776   1139    7.87    99% 99% 100% 99%

n-body
2.27x
Go      21.73   952 1310    21.73   0% 100% 1% 2%
C gcc   9.56    1,000   1490    9.56    1% 100% 1% 1%

k-nucleotide
2.40x
Go      15.48   149,276 1582    54.68   88% 97% 90% 79%
C gcc   6.46    130,076 1500    17.06   51% 37% 89% 88%

mandelbrot
3.19x
Go      5.68    30,756  894 22.56   100% 100% 99% 99%
C gcc   1.78    29,792  911 7.03    100% 99% 99% 98%

但是，它在二叉树基准测试中确实遭受了残酷的折磨：

binary-trees
12.16x
Go      39.88   361,208 688 152.12  96% 95% 96% 96%
C gcc   3.28    156,780 906 10.12   91% 77% 59% 83%

尽管Go的CPU周期使用效率不高，但是Go并发模型比Java中的线程模型要快得多，并且可以与C ++线程模型媲美。

请注意，在线程环基准测试中，Go 比Java快16倍。在相同的情况下，Go CSP几乎可以与C ++相提并论，但是使用的内存却少了4倍。

Go语言的强大功能是其并发模型，即通信顺序过程，CSP，由Tony Hoare在20世纪70年代指定，它易于实现并适合高度并发的需求。

Java比Go和C ++更快，并且在许多情况下可以比C更快的原因有两个：

1）JIT编译器。它可以基于运行时配置文件，通过多个级别（甚至使用OO类）内联虚拟函数调用。这在静态编译语言中是不可能的（尽管基于记录的配置文件进行较新的重新编译可以有所帮助）。这对于涉及重复算法的大多数基准测试非常重要。

2）GC。与malloc相比，基于GC的内存分配几乎是免费的。而且“免费”的罚款可以在整个运行时中摊销-通常会跳过，因为程序在需要收集所有垃圾之前就终止了。

有成百上千的非常有才华的开发人员可以使GC / JVM高效。认为您可以“比所有人都编码更好”是愚蠢的。从本质上讲，这是一个人的自我问题-人们很难接受在有才能的人的适当培训下，计算机的性能要比对其进行编程的人更好。

顺便说一句，如果您不使用OO功能，那么C ++的速度可以与C一样快，但是从开始时就非常接近使用C进行编程。

最重要的是，这些测试中的“速度差异”通常毫无意义。IO成本要比性能差异高出几个数量级，因此即使将其解释为语言，也可以将IO成本降到最低的正确设计总会获胜。很少有系统受CPU限制。

最后，人们将“计算机语言基准测试”称为“科学措施”。测试是完全有缺陷的，例如，如果您查看nbody的Java测试。当我在相同的操作系统/硬件上运行测试时，对于Java，我大约需要7.6秒，对于C语言，我需要大约4.7秒，这是合理的，而不是测试报告的4倍速度。这是点击诱饵，虚假新闻，旨在产生网站流量。

最后，请注意...我使用Go进行了测试，时间为7.9秒。当您单击Go时，它会将其与Java进行比较，而当您单击Java时，它将其与C进行比较，这对任何认真的工程师来说都是一个危险信号。

有关Java，Go和C ++的真实世界比较，请参阅https://www.biorxiv.org/content/10.1101/558056v1扰流器警报，Java在原始性能方面名列前茅，而Go在合并内存使用方面名列前茅和墙上的时间。

我认为一个经常被忽视的事实是，JIT编译可以是>静态编译，尤其是对于（运行时）后期绑定的函数或方法。热点JIT在RUNTIME决定内联哪些方法，它甚至可能根据当前正在运行的CPU的缓存大小/体系结构调整数据布局。通常，通过直接访问硬件，C / C ++可以组成（并且总体上仍会表现得更好）。对于Go而言，与C相比，它看起来更高级，但现在缺少运行时优化系统/编译器。我的直觉告诉我，Go 可能比Java更快，因为Go不会强制执行过多的指针追逐，而是鼓励更好的数据结构局部性+需要更少的分配。

实际上，Go在设计时不仅优雅高效，而且在运行时也具有出色的性能。关键是使用正确的操作系统，即LINUX。由于缺乏更好的说法，Windows和Mac OS下的性能分析结果要差一个或两个数量级。

在linux下，go运行时非常快，可以与c / c ++完美媲美。Windows和Unix下的go运行时不在同一个联盟中

与Java的比较不是那么重要，转到系统和应用程序开发中去（因为Java更像是仅用于应用程序开发的蓝领）。不会输入详细信息，但是当您编写诸如kubernetes之类的东西时，您会意识到这不是企业顾问友好的玩具

我什至不记得Google曾经提到过您提到的折衷方案。go是精心设计的，简单，优雅且高效的设计系统和应用程序级程序，具有指针，有效的内存分配和释放，避免了因易于继承的实现继承而带来的复杂性，从而为您提供了协同例程和其他现代方法时间和预算编写高性能应用程序的方法。再说一次，go在linux下超级快，这正是它的设计目的（对此非常高兴）

Java和C的数据和方法（函数）定义都更加明确。C是静态类型的，而Java的继承模型则较少。这意味着在编译过程中几乎定义了处理数据的方式。

Go的数据和函数定义更加隐含。内置函数本质上是更通用的，缺少类型层次结构（如Java或C ++）使Go在速度上处于劣势。

请记住，Google的Go语言目标是在执行速度和编码速度之间取得可接受的折衷。我认为他们在早期尝试中就达到了一个很好的目标，随着更多的工作要做，情况只会有所改善。

如果将Go与更具动态类型的语言（其主要优势是编码速度）进行比较，您将看到Go的执行速度优势。在您使用的那些基准测试中，Go比perl快8倍，比Ruby 1.9和Python 3快6倍。

无论如何，更好的问题是在编程的易用性和执行速度上取得良好的折衷吗？我的回答是，应该会更好。