LINUXSOFT.cz Přeskoč levou lištu
Uživatel: Heslo:  
   CZUKPL

> Benchmark práce s objekty v jazycích C++, Vala a Python

Již delší dobu se chystám programovat v jazyku Vala. Jde o objektově orientovaný jazyk postavený nad GObject. Mima jiného mě zajímala i rychlost výsledného programu. Připravil sem tedy test, který porovnává rychlost práce s třídami a instancemi s ostatními jazyky, ve kterých programuji.

20.9.2011 10:00 | Ondřej Tůma | Články autora | přečteno 4134×

Kompilátor jazyka Vala sám nevytváří binární kód, ale vygeneruje kód v čistém C, který je kompilován běžným kompilátorem, typicky gcc. A protože je inspirován vysokoúrovňovými jazyky a orientován právě na GObject, je interní práce s objekty od ostatních jazyků odlišná. Objekty jsou udržovány v paměti obdobně jako v jazyku Python pomocí referencí. Počítají se tedy reference na objekt, a pokud jsou vynulovány, objekt je z paměti uvolněn.

Test spočívá v definici jednoduché třídy Foo, která má jeden parametr typu integer. Tato třída je následně milionkrát vytvořena, je vyčten její parametr (zavolána metoda instance) a následně zničena. Ještě než přijde řada na zdrojové kódy testů, rád bych uvedl, že jsem si vědom, že kód není nijak optimalizován na konkrétní jazyky a v řadě případů by šel jistě napsat daleko efektivněji. Účelem testu však bylo zjistit, jaké jsou nároky na CPU při běžném použití.

Následují jednotlivé zdrojové kódy, případně jejich variace a výsledný čas měřený nástrojem time. Čas byl měřen třikrát a v grafech jsou použity průměry naměřených hodnot.

C++

V případě C++ jsem do testu začlenil použití třídy (class) bez předka. Rozdíl v použití struktury (struct) je velmi malý a pro srovnání s jazykem Vala vlastně ne zcela vypovídající.
int count = 1000*1000;

class Foo {
private:
int i;

public:
Foo(int i){
this->i = i;
}
int geti(){
return this->i;
}
};

int main(int argv, char ** argc){
for (int i = 0; i < (count); i++){
Foo foo(i);
foo.geti();
}

return 0;
}
C++ class:                                  avg
real 0m0.038s 0m0.039s 0m0.027s 0m0.035s
user 0m0.040s 0m0.032s 0m0.028s 0m0.033s
sys 0m0.000s 0m0.000s 0m0.000s 0m0.000

A také dědění třídy Glib.Object z glibmm, což je c++ wrapper nad glib knihovnou. Rozdíl mezi glibmm a Valou je zejména v tom, že výsledný program nevyžaduje žádnou další knihovnu ke svému provozu.
#include <glibmm/object.h>
#include <glibmm/init.h>

int count = 1000*1000;

class Foo : public Glib::Object {
private:
int i;

public:
Foo(int i):Glib::Object(){
this->i = i;
}
int geti(){
return this->i;
}
};

int main(int argv, char ** argc){
Glib::init();

for (int i = 0; i < (count); i++){
Foo foo(i);
foo.geti();
}

return 0;
}
C++ GObject:                                avg
real 0m5.222s 0m5.308s 0m5.225s 0m5.252s
user 0m5.140s 0m5.176s 0m5.124s 0m5.174s
sys 0m0.004s 0m0.016s 0m0.012s 0m0.011s

Vala

Jazyk Vala může přistupovat k třídám různými způsoby. Nejpodobnější třídě tak jak ji známe z C++ je Struct, který je značně omezen v případě použití jako třídy, nicméně režie okolo vytváření a práce se strukturou se blíží režii v C++, což je dáno zejména tím, že se nepracuje s referencemi.
int count = 1000*1000;

struct Foo {
public int i;
public Foo.new(int i){
this.i = i;
}

public int geti(){
return this.i;
}
}

public int main(string[] args){
for (int i = 0; i < (count); i++){
Foo foo = Foo(){
i = i
};
foo.geti();
}

return 0;
}
Vala struct:                                avg
real 0m0.102s 0m0.102s 0m0.105s 0m0.103s
user 0m0.088s 0m0.096s 0m0.096s 0m0.093s
sys 0m0.008s 0m0.000s 0m0.004s 0m0.004s

Další možnost jak vytvořit odlehčenou třídu je použití direktivy [Compact].
int count = 1000*1000;

[Compact]
class Foo {
public int i;

public Foo(int i){
this.i = i;
}

public int geti(){
return this.i;
}
}

public int main(string[] args){
for (int i = 0; i < (count); i++){
Foo foo = new Foo(i);
foo.geti();
}

return 0;
}
Vala compat class:                          avg
real 0m0.393s 0m0.395s 0m0.399s 0m0.396s
user 0m0.388s 0m0.396s 0m0.392s 0m0.392s
sys 0m0.000s 0m0.004s 0m0.004s 0m0.003s

V jazyce Vala lze dále dělit třídy na ty které nejsou děděny z GLib.Object a ty které jsou. Tyto dvě skupiny budou nejčastěji používané a dva předchozí testy jsou malým porušením testu, neboť se snaží optimalizovat výsledný kód. Ty třídy které nejsou potomky GLib.Object mají o něco menší režii.
int count = 1000*1000;

class Foo {
private int i;

public Foo(int i){
this.i = i;
}

public int geti(){
return this.i;
}
}

public int main(string[] args){
for (int i = 0; i < (count); i++){
Foo foo = new Foo(i);
foo.geti();
}

return 0;
}
Vala class:                                 avg
real 0m2.712s 0m2.758s 0m2.404s 0m2.634s
user 0m2.620s 0m2.716s 0m2.372s 0m2.569s
sys 0m0.004s 0m0.012s 0m0.012s 0m0.009s

Na závěr tedy kód a čas v případě použití třídy, která je potomkem GLib.Object. Je asi vhodné dodat, že právě tyto třídy jsou v jazyce Vala preferované, což je vzhledem k nejčastějšímu použití jazyka pochopitelné.
int count = 1000*1000;

class Foo: GLib.Object {
private string name;
private int i;

public Foo(string name, int i){
this.name = name;
this.i = i;
}

public int geti(){
return this.i;
}
}

public int main(string[] args){
for (int i = 0; i < (count); i++){
Foo foo = new Foo("This is funcking foo", i);
foo.geti();
}

return 0;
}
Vala GObject:                               avg
real 0m6.042s 0m6.052s 0m6.142s 0m6.079s
user 0m5.956s 0m5.932s 0m6.040s 0m5.976s
sys 0m0.004s 0m0.012s 0m0.008s 0m0.008s

Python

Jak už bylo zmíněno, i Python používá ke správě objektů reference. A jelikož je Python jeden z mých hlavních programovacích jazyků, začlenil i jeho tři testy.

První test používá třídu bez předka. Jde o vlastně starý koncept tříd v Pythonu, který je udržován zejména kvůli zpětné kompatibilitě.
count = 1000*1000

class Foo:
def __init__(self, name, i):
self.name = name
self.i = i

def geti(self):
return self.i

for i in xrange(count):
foo = Foo("This is funcking foo", i)
foo.geti()
Python class:                               avg
real 0m6.052s 0m5.771s 0m6.066s 0m5.963s
user 0m5.888s 0m5.636s 0m5.912s 0m5.812s
sys 0m0.004s 0m0.020s 0m0.012s 0m0.012s

V druhém testu je použita třída object. Jde tedy o standardní způsob vytváření objektů. Takto vytvořené třídy a jejich instance mají některé další možnosti, a je to poznat i na režii CPU.
count = 1000*1000

class Foo(object):
def __init__(self, name, i):
self.name = name
self.i = i

def geti(self):
return self.i

for i in xrange(count):
foo = Foo("This is funcking foo", i)
foo.geti()
Python Object:                              avg
real 0m7.129s 0m7.611s 0m6.910s 0m6.883s
user 0m6.972s 0m6.484s 0m6.768s 0m6.741s
sys 0m0.020s 0m0.020s 0m0.028s 0m0.023s

Poslední test stejně jako v C++ nebo Vale používá třídu poděděnou z gobject.GObject. Zde už režie cpu dosahovala poněkud extrémních hodnot.
import gobject

count = 1000*1000

class Foo(gobject.GObject):
def __init__(self, name, i):
gobject.GObject.__init__(self)
self.name = name
self.i = i

def geti(self):
return self.i

for i in xrange(count):
#glib.init()

foo = Foo("This is funcking foo", i)
foo.geti()
Pthon GObject:                              avg
real 0m39.760s 0m39.194s 0m39.332s 0m39.760s
user 0m38.990s 0m38.518s 0m38.658s 0m38.772s
sys 0m0.032s 0m0.020s 0m0.040s 0m0.031s

Grafy


Obr1: Použití základních tříd jazyka.


Obr2: Použití tříd odvozených od GObject implementace v daném jazyku.

Pár slov na závěr

Z uvedených výsledků je zřejmé, že si jazyk Vala nestojí zase až tak špatně. Nicméně vzhledem k tomu, že jde o jazyk určený zejména k tvorbě grafických programů, je škoda, že chybí srovnání s jazyky C# (Mono) a Java. Stejně tak zde chybí test GObjectu v čistém C, který je značněji komplikovanější na použití, bylo by však vidět jak moc si člověk pohorší s výkonem výsledné aplikace.

Výsledný program nebyl nijak optimalizován, to znamená že kompilace probíhala bez dalších parametrů. Stejně tak sem si vědom, že jednotlivé jazyky používají různé vlastní optimalizace a ty, i když nejsou předmětem testu ovlivňují výsledky. A v konečné fázi si rozhodně nemyslím, že typická aplikace vytváří a následně ničí milion objektů. Na druhou stranu rozsáhlá aplikace může takových objektů mít opravdu mnoho, což je ale zcela jiná kapitola.

Jednoznačnou výhodu Valy proti C++ s glibmm vidím zejména v novém přístupu k programování. Jde o jiný jazyk, podobný spíše vysokoúrovňovým jazykům, který je ale šitý na míru GObjectu, tedy GTK+ knihovně. Výsledný kód je ale kompilovaný do binární podoby externím programátorem, a tak nejsou zapotřebí žádné další knihovny, což je vidět i na velikostech výsledných binárek.

Verze pro tisk

pridej.cz

 

DISKUZE

Drobné chybky 21.9.2011 09:55 mmmmario
  L Re: Drobné chybky 23.9.2011 18:52 Aleš Hakl
    L Re: Drobné chybky 23.9.2011 18:55 Aleš Hakl
      L Re: Drobné chybky 25.9.2011 16:42 mmmmario




Příspívat do diskuze mohou pouze registrovaní uživatelé.
> Vyhledávání software
> Vyhledávání článků

17.4.2018 0:46 /František Kučera
Dubnový pražský sraz spolku OpenAlt se koná již tento čtvrtek – 19. 4. 2018 od 18:00 v Kavárně Ideál (Sázavská 30, Praha), kde máme rezervovaný salonek. Tématem tohoto srazu bude OpenStreetMap (OSM) aneb svobodné mapy.
Přidat komentář

16.3.2018 22:01 /František Kučera
Kulatý OpenAlt sraz v Praze oslavíme klasicky: u limonády a piva! Přijďte si posedět, dát si dobré jídlo a vybrat z mnoha piv do restaurace Kulový blesk, který najdete v centru Prahy nedaleko metra I. P. Pavlova na adrese Sokolská 13, Praha 2. Sraz se koná ve čtvrtek 22. března a začínáme v 18:00. Heslo: OpenAlt. Vezměte s sebou svoje hračky! Uvítáme, když si s sebou na sraz vezmete svoje oblíbené hračky. Jestli máte nějaký drobný projekt postavený na Arduinu, nějakou zajímavou elektronickou součástku, či třeba i pěkný úlovek z crowdfundingové akce, neváhejte. Oslníte ostatní a o zábavu bude postaráno.
Přidat komentář

13.2.2018 0:41 /František Kučera
Únorový pražský sraz OpenAltu se koná 15. 2. 2018 a tentokrát se vydáme na návštěvu do jednoho pražského datacentra. Sejdeme se v 17:50 v severovýchodní části nástupiště tramvajové zastávky Koh-I-Noor. Po exkurzi se přesuneme do restaurace U Pštrosa (Moskevská 49), kde probereme tradiční témata (svobodný software a hardware, DIY, CNC, SDR, 3D tisk…) a tentokrát bude k vidění i IoT brána od The Things Network.
Přidat komentář

11.2.2018 23:11 /Petr Ježek
Hledáte lehký a rychlý prolížeč PDF souborů? Pokud vás již omrzelo čekat na načítání stránek či jiné nešvary, zkuste xreader.
Přidat komentář

11.2.2018 20:35 /Redakce Linuxsoft.cz
Třetí ročník odborné IT konference na téma Cloud computing v praxi proběhne ve čtvrtek 1. března 2018 v konferenčním centru Vavruška, v paláci Charitas, Karlovo náměstí 5, Praha 2 (u metra Karlovo náměstí) od 9:00 hod. dopoledne do cca 16 hod. odpoledne. Konference o trendech v oblasti cloud computingu nabídne i informace o konkrétních možnostech využívání cloudů a řešení vybraných otázek souvisejících s provozem IT infrastruktury.
Přidat komentář

15.1.2018 0:51 /František Kučera
První letošní pražský sraz se koná již tento čtvrtek 18. ledna od 18:00 v Radegastovně Perón (Stroupežnického 20, Praha 5). Vítáni jsou všichni příznivci svobodného softwaru a hardwaru, ESP32, DIY, CNC, SDR nebo dobrého piva. Prvních deset účastníků srazu obdrží samolepku There Is No Cloud… just other people's computers. od Free Software Foundation.
Přidat komentář

14.11.2017 16:56 /František Kučera
Máš rád svobodný software a hardware nebo se o nich chceš něco dozvědět? Zajímá tě DIY, CNC, SDR nebo morseovka? Přijď na sraz spolku OpenAlt – tradičně první čtvrtek před třetím pátkem v měsíci: 16. listopadu od 18:00 v Radegastovně Perón (Stroupežnického 20, Praha 5).
Přidat komentář

12.11.2017 11:06 /Redakce Linuxsoft.cz
PR: 4. ročník odborné IT konference na téma Datová centra pro business proběhne již ve čtvrtek 23. listopadu 2017 v konferenčním centru Vavruška, v paláci Charitas, Karlovo náměstí 5, Praha 2 (u metra Karlovo náměstí) od 9:00. Konference o návrhu, budování, správě a efektivním využívání datových center nabídne odpovědi na aktuální a často řešené otázky, např Jaké jsou aktuální trendy v oblasti datových center a jak je využít pro vlastní prospěch? Jak zajistit pro firmu či jinou organizaci odpovídající služby datových center? Podle jakých kritérií vybrat dodavatele služeb? Jak volit součásti infrastruktury při budování či rozšiřování vlastního datového centra? Jak efektivně spravovat datové centrum? Jak eliminovat možná rizika? apod.
Přidat komentář

   Více ...   Přidat zprávičku

> Poslední diskuze

20.2.2018 18:48 / Ivan Majer
portal

20.2.2018 15:57 / Jan Havel
Jak využíváte služby cloudu v podnikání?

16.1.2018 1:08 / Ivan Pittner
verejna ip od o2 ubuntu

15.1.2018 17:26 / Mira Harvalik
Re: Jak udělat HTML/Javascript swiping gallery do mobilu?

30.12.2017 20:16 / Michal Knoll
odmocnina

Více ...

ISSN 1801-3805 | Provozovatel: Pavel Kysilka, IČ: 72868490 (2003-2018) | mail at linuxsoft dot cz | Design: www.megadesign.cz | Textová verze