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Segel, Schiffe und Kanonen - JavaSails!

Die Zeiten der Schiffe aus Holz und der Männer aus Eisen brechen erneut an! Wer schon einmal sehnsüchtig in den Büchern von C.S. Forrester den Abenteuern von Kapitän Hornblower nachgespürt hat, wen die Geschichten von Patrick O'Brian über den Kapitän Aubrey aus Master and Commander in den Bann geschlagen haben oder überhaupt ein Herz für die Zeit der schönen Schiffe besitzt, der soll hier auf seine Kosten kommen.

In Entstehung ist ein plattformübergreifendes Multiplayer Webspiel in Java, wie es schon in den BSD-Games mit sail angedeutet wurde, wie es sich vielleicht die Entwickler des Spieles Wooden Ships and Iron Men von Avalon Games (1975) erträumt hätten. Feine Abstufungen der Segeleigenschaften einzelner Schiffe, möglichst originalgetreue Simulation der Seetüchtigkeit und der Bewaffnung, Winddrift, Kurse zum Wind, Schifftyp und Ausstattung, Wettereinflüsse und ihre resultierenden, unterschiedlichen Geschwindigkeiten, Zufallsereignisse sind geplant.

Dabei soll die Grafik bewußt einfach gehalten werden, eine Aufsicht soll reichen, mehr Wert wird gelegt auf die Simulation der Fahreigenschaften, der zum Teil komplexen Logistik auf den Schiffen sowie dem Miteinander und Gegeneinander auf dem Schlachtfeld der See und später einer Erweiterung zum Handels- oder Eroberungsspiel.

Doch erst einmal lernt das Spiel kriechen, bevor es laufen kann. Wer die Entwicklung verfolgen will, ist auf dem entsprechenden Blog eingeladen.

Java vs C Benchmark

Während der Überprüfung von Performanceunterschieden zwischen "C" und Java fiel dieses kurze Programm an. Es sollte ursprünglich zeigen, wie viel Geschwindigkeitsverlust ein Javaprogramm gegenüber einem Programm in "C" zu verzeichnen hat. Überraschender Weise ergab sich jedoch ein Sieg für Java mit 5% Geschwindigkeitsvorteil, selbst nachdem der C-Code auf Pentium-4 Code optimiert wurde. Schleifenoptimierungen (Option -O3 u.ä.) dürfen bei GCC natürlich nicht aktiviert werden, da der C-Compiler die ansonsten leeren Schleifen einfach wegoptimiert, was nicht im Sinne des Tests ist.

Nähere Überprüfungen des absolut überraschenden Ergebnisses ergaben, dass Java meinen Pentium 4 HT Prozessor komplett ausnutzt, "C" jedoch erst einmal nur auf einem einzigen der beiden Rechenwerken läuft. Der Geschwindigkeitsvorteil des Hyperthreading quasi 2-Prozessorsystems auf einem P4HT bringt etwa 20% Geschwindigkeitsvorteil. Auf einem Einzelprozessorsystem ist Java rund 15% langsamer als reines "C". Aus der Differenz dieser beiden Werte ergab sich das überraschende Siegerergebnis für Java. Wohlgemerkt wurde der "C" Code bereits auf Pentium-4 optimiert, vorher sah es für "C" noch schlechter aus. In der Regel sind Programme nicht auf Pentium-4 optimiert.

Folgerung: je komplexer und hochwertiger das System ist, auf dem solche Berechnungen laufen, desto überlegener wird sich Java gegenüber C behaupten können. Entsprechende Folgerungen könnte man wahrscheinlich auf Clustersysteme übertragen, wozu ich allerdings weitere, ausgefeiltere Tests empfehlen würde.

Die Testumgebung war ein SuSE Linux 9.1 mit Pentium 4 HT-System. Die im Archiv enthaltenen Binarys sind die verschieden optimierten Versionen des Benchmarks unter Linux. Aufruf mit ./bench für "C", java Bench für Java. Gezählt werden die Millisekunden.

Ein kastriertes Java mit abgeschaltetem JIT-Compiler fiel in der Leistung auf unterschiedlichen Systemen auf etwa 20-25% der Leistung der C-Version zurück, was einen Geschwindigkeitsnachteil von Faktor 4-5 bedeutet. Mit aktiviertem JIT pendelte der Wert zwischen 85-105%. Das Abschalten des JIT betraf die Integerberechnungen deutlich stärker als die Fließkommaoperationen, was ein zu erwartendes Ergebnis war.

Getestet wurde auf GCC 3.3.3 und Java 1.4.2_03 von Sun Microsystems.

C64-Emulator

Dieses niedliche, kleine Applet emuliert einen C64, allerdings mit stark eingeschränktem Betrieb. Ich fand den Emulator zwischen einem Haufen anderer Emulatoren und konnte den Autor nicht ausfindig machen. Naja. Der Java-Source lag bei und ich stellte schnell fest, dass Tastatureingaben nicht funktionierten. Nach Beseitigung einiger rudimentärer Bugs und Implementation von funktionierenden Tastatureingaben lief es dann doch überraschenderweise. Inzwischen hat sich schon wieder etwas geändert, aber diesen Fehler soll jetzt ein anderer suchen.