为什么 C 比 Go 或 D 更快地构建小程序？

Question

Go 和 D 宣称拥有非常快的编译器。由于语言本身的现代设计考虑了并发单程解析。

了解大部分构建时间浪费在链接阶段。我想知道为什么 gcc 在小程序上仍然更快。

C

#include <stdio.h>    
int main() {
    printf("Hello\n");
}

$ time gcc hello.c
real    0m0.724s
user    0m0.030s
sys     0m0.046s

D

地道

import std.stdio;
void main() {
    writeln("Hello\n");
}

$ time dmd hello.d

real    0m1.620s
user    0m0.047s
sys     0m0.015s

有技巧

import core.stdc.stdio;
void main() {
    printf("Hello\n");
}

$ time dmd hello.d
real    0m1.593s
user    0m0.061s
sys     0m0.000s

$ time dmd -c hello.d
real    0m1.203s
user    0m0.030s
sys     0m0.031s

去

package main
import "fmt"
func main() {
    fmt.Println("Hello.")
}

$ time go build hello.go
real    0m2.109s
user    0m0.016s
sys     0m0.031s

Java

public class Hello {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("Hello.");
    }
}

$ time javac Hello.java
real    0m1.500s
user    0m0.031s
sys     0m0.031s

Answer 1

运行 compiler filename 实际上仍然是运行的 linker 并且可能会复制大量的标准库到生成的可执行文件中（尤其是伤害 D 和Go，which static link 他们的语言默认运行次以获得更好的兼容性）。

鉴于这个微不足道的 D 你好世界：

import std.stdio;
void main() { writeln("hello world"); }

让我在我的电脑上给你看一些时间：

$ time dmd hello.d

real    0m0.204s
user    0m0.177s
sys     0m0.025s

对比跳过 link 步骤 -c，这意味着 "compile, do not link":

$ time dmd -c hello.d

real    0m0.054s
user    0m0.048s
sys     0m0.006s

将时间减少到第一个的 1/4 左右运行 - 在这个小程序中，近 3/4 的编译时间实际上是 linking.

现在，让我稍微修改一下程序：

import core.stdc.stdio;
void main() { printf("hello world\n"); }

$ time dmd -c hello.d

real    0m0.017s
user    0m0.015s
sys     0m0.001s

使用 printf 代替 writeln 减半！我会回到这个。

并且，为了比较，compile+link:

$ time dmd hello.d

real    0m0.099s
user    0m0.083s
sys     0m0.014s

这让我们了解了正在发生的事情：

D（我猜是 Go，但我对它们了解不多）的目的是减少编译大中型程序的时间。小程序已经很快 - 等待几分之一秒（或者在较慢的计算机上可能需要等待一两秒，我现在使用的那个有一个很好的 SSD 可以加快速度，运行ning 同样在旋转的硬盘上执行命令大约需要两倍的时间！）对于小型构建来说没什么大不了的。

等待几个分钟进行大型构建是一个问题。如果我们可以将其缩短到几秒钟，那就是一个重大胜利。

编译 100,000 行的时间比编译 10 行的时间更重要。所以初始化时间并不重要。 Link 时间很重要，但编译器本身并没有做太多（linker 是一个由不同团队编写的单独程序，尽管其他地方也在努力改进它）。

因此，D 构建包括标准库在内的时间令人印象深刻。比 C hello world 慢（因为 C 编译器对较小的 lib 做的工作更少），但是你已经看到了 C++ hello world 的好处，它每行速度更慢，并且在每次构建时往往有更多的工作要做（解析#includes 等）。

一个好的编译器基准比小程序更希望隔离这些问题并测试可伸缩性。尽管 D 在小程序上非常也做得很好，但前提是您运行测试正确以确保公平比较。

Why C builds small programs faster than Go or D?