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 3817×

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

15.5.2017 23:50 /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, který se bude konat ve čtvrtek 18. května od 18:00 v Radegastovně Perón (Stroupežnického 20, Praha 5).


Přidat komentář

12.5.2017 16:42 /Honza Javorek
PyCon CZ, česká konference o programovacím jazyce Python, se po dvou úspěšných ročnících v Brně bude letos konat v Praze, a to 8. až 10. června. Na konferenci letos zavítá např. i Armin Ronacher, známý především jako autor frameworku Flask, šablon Jinja2/Twig, a dalších projektů. Těšit se můžete na přednášky o datové analytice, tvorbě webu, testování, tvorbě API, učení a mentorování programování, přednášky o rozvoji komunity, o použití Pythonu ve vědě nebo k ovládání nejrůznějších zařízení (MicroPython). Na vlastní prsty si můžete na workshopech vyzkoušet postavit Pythonem ovládaného robota, naučit se učit šestileté děti programovat, efektivně testovat nebo si v Pythonu pohrát s kartografickým materiálem. Kupujte lístky, dokud jsou.
Přidat komentář

2.5.2017 9:20 /Eva Rázgová
Putovní konference československé Drupal komunity "DrupalCamp Československo" se tentokrát koná 27. 5.2017 na VUT FIT v Brně. Můžete načerpat a vyměnit si zkušenosti z oblasti Drupalu 7 a 8, UX, SEO, managementu týmového vývoje, využití Dockeru pro Drupal a dalších. Vítáni jsou nováčci i experti. Akci pořádají Slovenská Drupal Asociácia a česká Asociace pro Drupal. Registrace na webu .
Přidat komentář

1.5.2017 20:31 /Pavel `Goldenfish' Kysilka
PR: 25.5.2017 proběhne v Praze konference na téma Firemní informační systémy. Hlavními tématy jsou: Informační systémy s vlastní inteligencí, efektivní práce s dokumenty, mobilní přístup k datům nebo využívání cloudu.
Přidat komentář

15.4.2017 15:20 /František Kučera
Máš rád svobodný software a hardware nebo se o nich chceš něco dozvědět? Zajímá tě IoT a radiokomunikace? Přijď na sraz spolku OpenAlt, který se bude konat ve středu 19. dubna od 18:30 v Šenkovně (Sokolská 60, Praha 2).
Přidat komentář

5.3.2017 19:12 /Redakce Linuxsoft.cz
PR: 23. března proběhne v Praze konferenci na téma Cloud computing v praxi. Hlavními tématy jsou: Nejžhavější trendy v oblasti cloudu a cloudových řešení, Moderní cloudové služby, Infrastruktura současných cloudů, Efektivní využití cloudu, Nástrahy cloudových řešení a jak se jim vyhnout.
Přidat komentář

27.2.2017 22:12 /František Kučera
Pozvánka na 137. sraz OpenAlt – Praha: Tentokrát jsme si pro vás připravili neobvyklou akci. Ve středu 1.3. v 17:30 nás přivítá sdružení CZ.NIC ve svých prostorách v Milešovské ulici číslo 5 na Praze 3, kde si pro nás připravili krátkou prezentaci jejich činnosti. Následně navštívíme jejich datacentrum pod Žižkovskou věží. Provedou nás prostory, které jsou běžnému smrtelníkovi nedostupné!
Po ukončení prohlídky se všchni odebereme do hostince U vodoucha, Jagelonská 21, Praha 3 pochutnat si na některém z vybraných piv či dát si něco na zub. Rezervaci máme od 19:30, heslo je OpenAlt.
Ale pozor! Do prostor datového centra máme omezený přístup, dostane se tam pouze 10 lidí! Takže kdo přijde dříve, ten má přednost, a občanky s sebou! Kdo nebude chtít na prohlídku datového centra, může se pomalu přesunout do hostince U vodoucha a u nepřeberné nabídky piv počkat na ostatní.
Přidat komentář

18.1.2017 0:49 /František Kučera
Členové a příznivci spolku OpenAlt se pravidelně schází v Praze a Brně. Fotky z pražských srazů za uplynulý rok si můžete prohlédnout na stránkách spolku. Příští sraz se koná už 19. ledna – tentokrát je tématem ergonomie ovládání počítače – tzn. klávesnice, myši a další zařízení. Také budete mít příležitost si prohlédnout pražský hackerspace Brmlab.
Přidat komentář

   Více ...   Přidat zprávičku

> Poslední diskuze

15.6.2017 9:34 / Ondřej Havlas
php,

10.6.2017 10:39 / Temple
sell home for cash

11.5.2017 23:32 / lelo
Re: Problém se správcem balíčků

11.5.2017 5:45 / davd mašek
Re: Problém se správcem balíčků

10.5.2017 22:54 / lelo
Re: Problém se správcem balíčků

Více ...

ISSN 1801-3805 | Provozovatel: Pavel Kysilka, IČ: 72868490 (2003-2017) | mail at linuxsoft dot cz | Design: www.megadesign.cz | Textová verze