C++- ja Java-ohjelmointikielien suoritusnopeuteen vaikuttavat tekijät

Abstract

Ohjelmistojen kehittäminen on monimutkainen prosessi, joka vaatii eri ohjelmointikielien käyttöä. Kielen valinnassa huomioidaan usein eri tekijöitä kuten helppokäyttöisyys, toimivuus ja suorituskyky. Yksi suorituskyvyn kriittinen näkökohta on suoritusnopeus eli aika, joka ohjelmalta kestää tietyn tehtävän suorittamiseen. Tässä työssä on tarkoitus selvittää, mitkä tekijät vaikuttavat C++ ja Javan suoritusnopeuksiin, sekä niiden vaikutusta. Kyseisiä ohjelmointikieliä käytetään laajalti ja niiden välistä suoritusnopeutta vertaillaan usein alan julkaisuissa ja keskustelufoorumeilla. Lisäksi työssä selvitetään, miten näiden kahden kielen välisiä suoritusnopeuksia voi vertailla. Tutkielmassa tarkastellaan seuraavia tekijöitä: Ahead-Of-Time (AOT) kääntäminen, Just-In-Time (JIT) kääntäminen, roskienkeruu ja rinnakkaisuus. Näiden lisäksi tarkastellaan erilaisia menetelmiä suorituskyvyn mittaamiseen ja vertailuun, kuten mikro-, makro- ja mesosuorituskykytestaaminen. JIT:stä ja AOT:sta todettiin, että JIT voi hidastaa ohjelmaa, koska se varaa resursseja ajon aikaista optimointia varten, mutta samalla tämä mahdollisesti nopeuttaa ohjelmaa. Roskienkeruun osalta todettiin, että optimoidulla koodilla ohjelman suoritusnopeutta voidaan parantaa manuaalisen muistinhallinnan avulla. Sama koskee myös C++:n rinnakkaisuutta. Lopputuloksena oli, että vaikka Javalla on edut muistinhallinnan ja ohjelmoitavuuden suhteen, C++ on erinomainen suorituskykykriittisissä sovelluksissa matalan tason ohjauksen ja tehokkaan muistinhallinnan ansiosta. Toisaalta C++:n ja Javan suoritusnopeuksien erot eivät ole kovin suuret.