比Python快35000倍？這門新語言想搞個大新聞！

作者：千山 2023-05-15 07:20:24

編程語言無論是大眾還是小眾，并沒有絕對的優(yōu)劣之分。無論使用哪種或哪些編程語言，真正的關(guān)鍵從不在于語言的種類，而在于編碼的技能水平。

撰稿丨千山

在AI 領(lǐng)域，Python無疑是最流行的編程語言。而且從近年的TIOBE排行榜來看，這種地位一時還很難撼動。不過在編程語言界，后浪總是層出不窮，不停地向前浪發(fā)起沖擊。

最近，一家初創(chuàng)公司Modular AI推出了一種名為Mojo的編程語言，聲稱結(jié)合了Python的易用性和C語言的性能，旨在成為Python的超集。一些基準(zhǔn)測試顯示，Mojo比Python快 35000 倍。

這種語言是專門為在 GPU 等 AI 硬件上編程、運(yùn)行 CUDA 和其他加速器而設(shè)計(jì)的。通過內(nèi)置的自動調(diào)優(yōu)，Mojo針對目標(biāo)硬件優(yōu)化代碼，提升性能。“解鎖AI 硬件無與倫比的可編程性和 AI 模型的可擴(kuò)展性”是開發(fā)團(tuán)隊(duì)對于Mojo的發(fā)展期待。

圖源：推特

值得一提的是，這家公司的首席執(zhí)行官Chris Lattner也是個神人。這位大神是Swift編程語言的作者，參與了LLVM編譯器工具鏈的共同開發(fā)，而且和蘋果、谷歌、特斯拉都淵源頗深。

那么Mojo到是否值得期待？新語言到底能否對老牌語言形成沖擊？那些小眾語言發(fā)展現(xiàn)狀如何？下文將逐一道來。

一、開始搞事！褒貶不一的Mojo

有很多正在進(jìn)行的項(xiàng)目可以使Python更快，比如在機(jī)器學(xué)習(xí)領(lǐng)域嶄露頭角的Jax，還有出現(xiàn)不久的Python高性能編譯器Codon。

與這些相區(qū)別的是，Mojo的開發(fā)團(tuán)隊(duì)指出，他們想要的是一個創(chuàng)新的可擴(kuò)展的編程模型，并且可以支持加速器和其他機(jī)器學(xué)習(xí)中普遍存在的異構(gòu)系統(tǒng)。

通過利用多層級通用編譯器MLIR，Mojo代碼可以訪問各種AI調(diào)優(yōu)的硬件功能，例如TensorCore和AMX擴(kuò)展。因此，對于某些類型的算法，它比 Python 快得多。

同樣是在 AWS r0iz.metal-03xl 上運(yùn)行Mandelbrot算法，Python3需要17分鐘，而Mojo只要0.03秒。

目前Mojo仍在開發(fā)中，開發(fā)者現(xiàn)在可以率先在 Modular AI 基于 JupyterHub 的 Playground 中試用。

關(guān)于Mojo的定位和特性，有必要了解以下幾點(diǎn)：

1、Python的超集：Mojo是Python的超集，這意味著你不需要學(xué)習(xí)一門全新的語言來利用它的好處。如果你已經(jīng)精通Python，你可以很容易地過渡到Mojo Lang。

2、強(qiáng)類型檢查：該語言添加了強(qiáng)大的類型檢查，這對于優(yōu)化性能和內(nèi)存管理的錯誤檢查至關(guān)重要。此功能允許開發(fā)人員編寫更安全、更高效的代碼。

3、所有權(quán)系統(tǒng)和借用檢查器：Mojo包括一個所有權(quán)系統(tǒng)和類似于 Rust 的借用檢查器，以及支持帶有C++等指針的手動內(nèi)存管理。這為開發(fā)人員提供了對內(nèi)存使用情況的更多控制，從而優(yōu)化了代碼。

4、未來的開源版本：雖然Mojo Lang目前不向公眾開放，但它將來會開源。這將使開發(fā)人員能夠?yàn)檎Z言的發(fā)展做出貢獻(xiàn)，并從社區(qū)的集體知識中受益。

Fast.ai 聯(lián)合創(chuàng)始人、數(shù)據(jù)科學(xué)家杰里米·霍華德表示：“Mojo可能是幾十年來最大的編程語言進(jìn)步。”雖然“Mojo還沒有完成”，而且它是由“一個非常小的團(tuán)隊(duì)在很短的時間內(nèi)創(chuàng)建的”，但是發(fā)起者Lattner有LLVM和Swift的開發(fā)經(jīng)驗(yàn)，當(dāng)下的進(jìn)展“已經(jīng)很讓人振奮”。

有人表示期待，自然也有人表示質(zhì)疑。

首先，炮火就集中在了那個驚人的“比Python快35000倍”上。有網(wǎng)友認(rèn)為這就是個噱頭，而且在形形色色的編程語言中Python的性能基本都處于末流，就像“跟班上常年墊底的人作比較，沒有太大意義”。

再者，這個語言的前景再牛，等到成熟的時候少說還需要十幾年沉淀，變數(shù)太多。而且早年也曾有Julia會替代Python的說法，結(jié)果就是打臉。

不止于Python，這些年試圖向C++、Java等語言挑戰(zhàn)的新生代層出不窮，無一例外均是中途折戟。在編程語言界，“長江后浪推前浪”很罕見，“你爸爸永遠(yuǎn)是你爸爸”卻似乎是常態(tài)。

二、5月排行榜速覽：老將活力依舊，新兵難挑大梁

上述結(jié)論在Tiobe發(fā)布的五月編程語言排行榜又得到了力證。

縱覽排行榜，前四的語言并沒有太多意外。Python占據(jù)榜首，緊隨其后的是C和Java。C++雖然屈居第四，但其3.13%的增幅依然領(lǐng)先于其他語言，展現(xiàn)出了不容忽視的姿態(tài)。

正如TIOBE Software 首席執(zhí)行官Paul Jansen所說，“編程語言的流行是相當(dāng)穩(wěn)定的”。在榜的前10種編程語言，最年輕的是C#，而C# 始于 2000 年，那也已經(jīng)是23年前了。

新的編程語言如過江之鯽，但幾乎沒有一種能進(jìn)入前100名。

在目前的前100名中，誕生不足十年的語言只有8種：Swift（#14），Rust（#17），Crystal（#48），Solidity（#59），Pony（#71），Raku（#72），Zig（#88）和Hack（#92）。而且這些新生代“佼佼者”的發(fā)展時間均不低于5年。

另外，值得一提的是排名第19位的Fortran。作為一門上世紀(jì)的科學(xué)計(jì)算語言，F(xiàn)ortran早已不在主流之列，甚至有很多人都沒怎么接觸過。但由于近來對數(shù)值計(jì)算能力的需求不斷增長，F(xiàn)ortran又有了回暖之勢。如今這個“古董”再次于躋身榜單前二十，不啻于煥發(fā)新生。

圖源：Tiobe

在編程語言的流行度評測中，新生代難挑大梁的現(xiàn)象并非偶然。

不久前，技術(shù)面試和評估平臺CodeSignal進(jìn)行了一項(xiàng)調(diào)查 —— 2023 State of Engineer Hiring Survey，以期對對當(dāng)今技術(shù)招聘的全行業(yè)趨勢進(jìn)行統(tǒng)籌分析。調(diào)查面向的開發(fā)者包括前端、后端、全棧、數(shù)據(jù)科學(xué)家、數(shù)據(jù)工程師。

在2696名受訪者中，有78%的受訪者將 Python 3 列為他們經(jīng)常使用的編程語言之一，這也與 TIOBE 榜單的排名保持了一致。在所有崗位中，除了前端最常用的編程語言是 JavaScript/NodeJS（82.9%），其余的職位都將 Python 3 列為最主要使用的編程語言。

而且除了 Python 3，開發(fā)者青睞的常用語言普遍都是耳熟能詳?shù)睦吓凭幊陶Z言，諸如TypeScript這樣的后起之秀盡管有微軟這個親爸爸的加持，存在感還是相對薄弱。

圖源：CodeSignal

不過在薪酬表現(xiàn)上，收入最高的編程語言卻并不一定是最受歡迎的那一撥。按年薪中位數(shù)來看，第一梯隊(duì)里既有 Python 3，也有流行度不那么高的TypeScript、React 和 Bash。

圖源：CodeSignal

從上述統(tǒng)計(jì)來看，相較于掌握J(rèn)ava、C、C++ 等老牌編程語言的開發(fā)者，使用TypeScript 、React 等新興編程語言的開發(fā)者收入更高。

由此可見，新興語言在生態(tài)上肯定無法與老牌語言抗衡，但在一些特定需求中，反而會因?yàn)椤捌尕浛删印倍@得更高回報(bào)。

三、盤點(diǎn)：值得關(guān)注的小眾語言

新語言成長起來前，注定會作為小眾群體進(jìn)入大眾視野，也不怪Mojo的報(bào)道下面有不少人都在期待之余保持了冷靜——“可能有點(diǎn)東西，但還是過十年再說吧”，前景如何說到底還是要耐心等待。

不過，語言界的新生一輩中也不乏令人驚艷的“天選之子”，我們可以梳理出幾個典型。

1.Swift：來自蘋果的“天驕”

Swift是一種由蘋果公司開發(fā)的編程語言，最早于2014年蘋果全球開發(fā)者大會（WWDC）上亮相。它主要用于開發(fā)iOS、macOS、watchOS和tvOS應(yīng)用程序。2020年，這門兼顧簡潔、性能和優(yōu)美的語言就在TIOBE 編程語言排行榜上闖入前十之列，收獲了遠(yuǎn)超預(yù)期的歡迎。

Swift 能如此快地普及，除了有蘋果公司的背書外，也在于它借鑒了很多其他優(yōu)秀編程語言的特性，其現(xiàn)代化的語法和強(qiáng)大的類型系統(tǒng)，可以提高代碼的可讀性和可維護(hù)性。此外，Swift 對于蘋果應(yīng)用的開發(fā)者而言同樣意義重大。Swift出現(xiàn)后，開發(fā)者在 Objective-C 之外，終于有了第二種選擇。

Swift 的作者，也就是我們前文提到的Lattner，考慮到Objective-C 畢竟是一門脫胎于 C 的老牌編程語言，無論怎么優(yōu)化，它身上總是有 C 語言自身的缺陷，語法上也不夠現(xiàn)代。不如另辟爐灶，開發(fā)一門新的易學(xué)易用的語言，如今看來，Swift 雖然沒有做到完美，但隨著它日趨成熟，在編程語言界也占據(jù)了不可小覷的一席之地。

2.Rust：被眾多大廠看好的“好學(xué)生”

在本月的TIOBE排行榜中，Rust位列17，較上月又上升了兩個位次，可以說是穩(wěn)步發(fā)展中。Rust 最早是由Mozilla 員工 Graydon Hoare 在 2006 年創(chuàng)建的一個業(yè)余項(xiàng)目。2015 年，Mozilla 發(fā)布了 Rust 的首個穩(wěn)定版本 v1.0 ，才讓Rust引起了業(yè)內(nèi)的廣泛關(guān)注，尤其令人印象深刻的是其內(nèi)存安全性。

2021年，Mozilla 聯(lián)合微軟、谷歌、AWS、華為四大技術(shù)廠商創(chuàng)立 Rust 基金會的消息成為社區(qū)熱門話題，也讓 Rust熱持續(xù)升溫。有了這么多好爸爸，“中途夭折”這種命運(yùn)估計(jì)也不會落到Rust頭上了。

作為一門系統(tǒng)編程語言，Rust相較C++來說，更安全也更快速。因?yàn)槟茉诰幾g時檢查出幾乎所有安全問題，比如內(nèi)存泄漏、分段錯誤、二次釋放等；性能上也優(yōu)于C++，接近于 C 的性能。不過Rust的缺點(diǎn)也很鮮明，比如編譯器檢查更為嚴(yán)格，學(xué)習(xí)曲線更為陡峭。

最近Rust的新聞不少，微軟正在用 Rust 編程語言重寫核心 Windows 庫，這也是微軟近年來探索使用 Rust 作為 C、C++ 替代方案的舉措之一。另外在 AWS的資金支持下，sudo 和 su 命令正在用 Rust 重寫，以提高這些廣泛依賴的軟件的內(nèi)存安全。

不過一切向好的發(fā)展大勢下依舊存有隱憂，更廣的市場滲透率、更好的平臺支持、更高的生產(chǎn)力才是用戶的追求，而目前來看，Rust 要做到這些尚需時日。

3.Zig：一切皆有可能的“黑馬”

誕生于 2016 年的Zig被視為C語言的有力競爭者，在5月的Tiobe編程語言排行榜上名列第88位。但在上個月的榜單中，Zig曾一下躥升到第46位。起起落落間，已經(jīng)有了點(diǎn)出其不意的黑馬之姿。

Zig出現(xiàn)后就處在了C語言的挑戰(zhàn)位，也有人認(rèn)為其有望成為C語言的替代品。它保有C語言的部分功能特性，同時也舍去了其中不太理想的一些功能設(shè)計(jì)。

Zig和C語言一樣是通過手動管理內(nèi)存的；Zig兼容C語言，可以導(dǎo)入 .h 頭文件并直接使用 C 語言的類型、變量和函數(shù)，但是減少了很多冗余，增加了泛型數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和函數(shù)；Zig通過協(xié)程實(shí)現(xiàn)并發(fā)，相比C語言的多進(jìn)程和多線程更加高效。

在語法上，Zig最大的創(chuàng)新是編譯期值和編譯期函數(shù)。簡言之，你可以寫一些函數(shù)是在編譯期運(yùn)行的，這些函數(shù)能夠通過編譯器反射獲取很多元信息，然后通過這些元信息生成真正的運(yùn)行函數(shù)或者類型。

曾有人對Zig語言的設(shè)計(jì)者Andrew Kelley 表示，在編譯時運(yùn)行代碼是個蠢主意。不過Kelley 還是堅(jiān)持了這一想法，多年以后，這個看著不怎么聰明的點(diǎn)子成為了 Zig 最鮮明的招牌。Zig 可以在編譯時運(yùn)行代碼的能力讓開發(fā)者們可以在不明確任何泛型或模板支撐的情況下，編寫通用代碼或是進(jìn)行元編程。

此外，Zig另外一個重要的特色就是對嵌入式領(lǐng)域和系統(tǒng)級編程的支持，這也是其將自己定位成C語言競爭者的原因之一。Zig的交叉編譯工具做得非常極致，在非常小的編譯器工具中內(nèi)置了非常多系統(tǒng)的交叉編譯支持。目前來看，Zig要取代C語言還太過稚嫩，但至少它提供了一種讓人耳目一新的可能。

四、結(jié)語

編程語言無論是大眾還是小眾，并沒有絕對的優(yōu)劣之分。無論使用哪種或哪些編程語言，真正的關(guān)鍵從不在于語言的種類，而在于編碼的技能水平。就像Pony語言的創(chuàng)建者Sylvan Clebsch所說，“一門編程語言只是另一種工具。與語法無關(guān)，與表達(dá)性無關(guān)，與范式或模型無關(guān)，僅與解決難題有關(guān)。”