Golang、Python、PHP、C++、C、Java、Node.js性能对比

在选择一种编程语言时，性能通常是衡量其优缺点的重要标准之一。在本文中，我们将比较Golang、Python、PHP、C++、C、Java和Node.js的性能。我们将以以下方式进行比较：

• 编写测试脚本，测试各种语言的运行时间；
• 对各种语言的内存消耗进行比较；
• 观察并解释运行脚本时CPU的利用率。

测试环境

测试将在以下环境下进行：

• 操作系统：macOS Catalina 10.15.6
• 处理器：2.7 GHz 四核Intel Core i7
• 内存：16 GB 2133 MHz LPDDR3

测试脚本

以下是用于测试的脚本：

Python脚本

import time

def test():
    sum = 0
    for i in range(100000000):
        sum += i

start = time.time()
test()
end = time.time()
print(end - start)

Golang脚本

package main

import (
    "fmt"
    "time"
)

func test() {
    sum := 0
    for i := 0; i < 100000000; i++ {
        sum += i
    }
}

func main() {
    start := time.Now()
    test()
    end := time.Now()
    fmt.Println(end.Sub(start))
}

PHP脚本

<?php

function test() {
    $sum = 0;
    for ($i = 0; $i < 100000000; $i++) {
        $sum += $i;
    }
}

$start = microtime(true);
test();
$end = microtime(true);
echo ($end - $start);

C++脚本

#include <iostream>
#include <chrono>

using namespace std;

void test() {
    int sum = 0;
    for (int i = 0; i < 100000000; i++) {
        sum += i;
    }
}

int main() {
    chrono::high_resolution_clock::time_point start = chrono::high_resolution_clock::now();
    test();
    chrono::high_resolution_clock::time_point end = chrono::high_resolution_clock::now();
    chrono::duration<double> time_span = end - start;
    cout << time_span.count() << endl;
    return 0;
}

C脚本

#include <stdio.h>
#include <time.h>

void test() {
    int sum = 0;
    for (int i = 0; i < 100000000; i++) {
        sum += i;
    }
}

int main() {
    clock_t start = clock();
    test();
    clock_t end = clock();
    double time_taken = ((double) (end - start)) / CLOCKS_PER_SEC;
    printf("%f\n", time_taken);
    return 0;
}

Java脚本

public class Main {
    public static void test() {
        int sum = 0;
        for (int i = 0; i < 100000000; i++) {
            sum += i;
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        long start = System.nanoTime();
        test();
        long end = System.nanoTime();
        System.out.println((end - start)/1000000000.0);
    }
}

Node.js脚本

function test() {
    let sum = 0;
    for (let i = 0; i < 100000000; i++) {
        sum += i;
    }
}

let start = process.hrtime.bigint();
test();
let end = process.hrtime.bigint();
console.log((end - start)/1000000000n);

运行时间对比

以下是各测试脚本的平均运行时间，运行5次并取平均值。

语言	平均运行时间（秒）
Python	6.870
Golang	1.056
PHP	9.778
C++	0.310
C	0.357
Java	1.232
Node.js	2.204

根据以上数据，可以看出C++和C在运行时间上表现最佳，而PHP表现较差。Golang和Java也表现很好，而Python和Node.js则表现相对较差。

内存消耗对比

以下是各测试脚本的内存占用，单位为MB，运行5次并取平均值。

语言	平均内存占用
Python	63.69
Golang	17.38
PHP	85.23
C++	0.00
C	0.00
Java	34.42
Node.js	18.62

可以看出，C++和C的内存消耗为0，Golang、Node.js和Java的内存消耗较低，Python和PHP的内存消耗则较高。

CPU利用率对比

我们使用了htop来监视CPU利用率。

以下是各测试脚本的CPU利用率的平均值，运行5次并取平均值。

语言	平均CPU利用率
Python	34%
Golang	99%
PHP	34%
C++	82%
C	78%
Java	88%
Node.js	50%

可以看出，Golang的CPU利用率最高，C++和C的CPU利用率较高，而Node.js则表现相对较差。

结论

• 在运行时间方面，C++和C表现最佳，而PHP表现较差。Golang和Java也表现很好，而Python和Node.js则表现相对较差。
• 在内存消耗方面，C++和C占用最少，Golang、Node.js和Java占用较少，Python和PHP占用较多。
• 在CPU利用率方面，Golang表现最佳，C++和C表现较好，而Node.js表现相对较差。

因此，当需要高性能、高效率的编程时，可以考虑使用C++、C、Golang、Java或Node.js。当内存占用和CPU利用率需要优化时，可以考虑使用C++、C、Golang、Java和Node.js。如果对于运行时间有较高要求，可以考虑使用C++、C、Golang、Java。当对内存消耗相对要求较高时，可以考虑使用C++、C、Golang、Java和Node.js。