用 Java 而非 Rust 重写一切：词处理器性能与跨平台对比

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Rust 非常适合内核、驱动或数据库引擎。这类代码不能因垃圾回收而暂停，必须精打细算每一个字节，Rust 的所有权模型在其中物有所值。但不知从何时起，“用 Rust 重写”成了万物的默认答案，桌面和移动应用也不例外。对于应用，我认为这是一笔错误的交易。你为编写、审查和构建代码付出更多，却没有换来更好的应用。

Codename One 是什么？ Codename One 是一个开源框架，可用单一 Java 或 Kotlin 代码库构建原生 iOS、Android、桌面和 Web 应用。了解更多请访问 codenameone.com。

所以我们不争论，直接测试。Wordcraft 是一个用 Rust 和 egui 编写的开源文字处理器。它是一个严肃的项目，在 GitHub 上有超过 15,000 颗星，具备功能区、样式、表格、修订追踪和邮件合并，并发布了包含 502 项的功能清单，这使它成为一个公平的对比对象。我们用 Java 和 Codename One 构建了同一个文字处理器，实现了 Wordcraft 所实现的每一项功能，并在同一次 CI 运行中、相同的 GitHub 运行器上测量了两个应用。

Java 版本更快、更小、占用内存更少，代码量约为三分之二，运行测试的成本也低数倍。它用起来也更原生：有真正的 macOS 菜单栏，可将带格式文本复制到其他应用，还能在文档与操作系统其余部分之间拖放文本和文件。而且它用同一份源码发布到 iPhone 和 Android。详情见下文。

这也是忙碌一周的开始。文字处理器用一个应用完成了论证；本周余下时间则关乎你今天就能拿什么开始。三个新的全栈模板加入 Wayline：一款实时 3D 策略游戏、一个端到端加密通讯工具和一项外卖服务。每一个都是单个 Java 项目中的应用及其服务器，可自定义品牌并发布。

本周即将发布

今天是 Java 对阵 Rust 的故事。然后每天一个模板，随后是这些模板推动 Codename One 增加的框架功能：

• 10 月 24 日，星期六： Skirmish：一个 Java 多人策略游戏模板。一款《皇室战争》风格的实时策略游戏，拥有 3D 竞技场、在线对战、关卡编辑器、应用内购买、广告和审核控制台。
• 10 月 25 日，星期日： Parley：一个可定制品牌的私密通讯工具模板。一个端到端加密通讯工具，包含群组、频道、语音消息、语音和视频通话、关联设备以及管理控制台。
• 10 月 26 日，星期一： Savor：面向餐厅和本地配送车队的食品配送模板。客户、餐厅、骑手和管理员角色集于一个应用，支持银行卡预授权、实时追踪和付款结算。
• 10 月 27 日，星期二： 更多 Java API，以及 Unity 游戏实验。一个更大的 Java 类库、一项将简单 Unity 2D 游戏作为 Codename One 应用运行的实验、一个更快的 XML 解析器，以及文档中的可运行示例。
• 10 月 28 日，星期三： 原生菜单、文件对话框和 3D 模型。原生打开和保存对话框、带标准命令的原生菜单栏，以及动画 3D 模型。
• 10 月 29 日，星期四： WebRTC 通话、密钥协商和构建时 ORM 检查。WebRTC 通话、处处可用的密钥协商和 HKDF、带双向 TLS 的后端客户端，以及会让构建失败的 ORM 错误。

[LOADING...] Skirmish，星期六。 [LOADING...] Parley，星期日。 [LOADING...] Savor，星期一。## 数据

下面的每个数字都来自同一次 CI 运行（39825464193），该运行从源码构建两个应用，并在相同的机器上、针对相同的文档运行它们。工作流位于仓库中，因此你可以重新运行它。桌面端数值是在一份 1,000 段文档下，macOS / Linux / Windows 的中位数。

在 42 项桌面测量中，Java 赢了 38 项。图表以 macOS 上的比值展示差距，因此 2× 表示 Rust 版本需要消耗该资源的两倍：

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其余四项差距很小，且没有一项能在所有操作系统上胜出：

启动近乎空白的文档时，4 毫秒的差异是人的感知不到的；而在另外两个系统上，同一项测量中 Java 领先数百毫秒。

它更快

输入延迟是用户能感受到的数字。用户在 Java 应用中输入一个字符，在 macOS 上 8.9 毫秒即可到达屏幕；Rust 应用则需要 51.9 毫秒。在 60 Hz 下，一帧持续 16.7 毫秒，因此一个应用能在一帧之内完成，另一个则要超过三帧。撤销也是同样的情况，8.9 毫秒对 52.3 毫秒。

打开文档也体现了这一点。重新打开测试 DOCX 在 macOS 上耗时 31.6 毫秒，Wordcraft 为 132 毫秒；在 Windows 上为 31.5 毫秒对 261 毫秒。

Java 在这里如何击败 Rust？Codename One 通过 ParparVM 对应用进行提前编译，先剔除应用永远不会触及的每个类和方法，再把字节码翻译成 C。随后由 C 编译器在剩余代码上进行内联和优化。运行时没有 JVM。垃圾回收让分配变得廉价，并在自己的线程上回收内存，因此应用代码无需做所有权记账、无需防御性克隆，也无需引用计数。UI 在一个线程上运行，而保存等工作在后台运行；保存时还会同时在多个核心上压缩大部分内容，不必围绕生命周期或 Send 约束来设计。我们没有为这个基准测试使用配置文件引导优化或特殊调优。这些都是每个 Codename One 应用默认获得的效果。

它更小，而且扩展性更好

“垃圾回收浪费内存”是我说 Java 应该用于桌面和移动应用时，人们告诉我的第一句话。测量结果却相反。可执行文件在每个操作系统上都不足三分之二大小，在 Linux 上只有一半。三个平台上的空闲内存都更低，而且差距随文档规模扩大：

对于 10,000 段的文档，Rust 版本需要多 65% 到 95% 的内存。在 macOS 上，打开该文档的启动时间为 917 毫秒对 1,670 毫秒。手动内存管理本身并不会让应用更精简。真正决定这一点的是数据结构，而垃圾回收器让你可以挑选好的数据结构，而不是只能挑选借用检查器接受的数据结构。

它对 AI 和 CI 的成本更低

Java 代码库的代码行数约为三分之二，token 数约为五分之三。如果你使用编码代理，token 就是成本模型：每个任务都从代理阅读代码开始，而它提出的每一处编辑都是由人审查的代码。相同的功能目录下，更小的代码库意味着更少的阅读量、更小的上下文和更小的差异。

这个文字处理器本身就是以这种方式写成的。我先用 Codex，后来改用 Claude；Codename One 内置的 MCP 服务器让代理可以在工作时驱动正在运行的应用并检查它。

CI 也说明了同样的事。在同一台运行器上，冷构建加完整测试套件，Java 应用耗时 97 秒，Wordcraft 耗时 961 秒。Java 测试在 JVM 上针对与原生发布相同的代码运行，因此测试运行不需要原生工具链。Rust 在运行任何东西之前，要先编译整棵依赖树和测试二进制文件。两个测试套件规模不同（1,123 个测试对 1,922 个），因此按每个测试计是 86 毫秒对 500 毫秒。Wordcraft 约有四分之一的测试覆盖滚动视口、弹窗放置和窗口状态这类底层管线，而 Codename One 把这些作为框架服务提供并只测试一次。

它更容易审查

下面是拼写检查器如何在不拖慢启动的情况下加载其 2 MB 词表，代码来自 Proofing.java：

public static synchronized void preload(final Runnable done) {
    if (preloading) return;
    preloading = true;
    new Thread(
            (Runnable) () -> {
              WordList.get();
              extra();
              done.run();
            },
            "proofing-load")
        .start();
}

任何 Java 开发者都能在几秒内审查这段代码。一个后台线程填充共享结构，内存由垃圾回收器负责。没有生命周期，没有 Arc<Mutex<...>>，也没有 Send 约束。

熟悉程度也很重要。每天阅读 Java 的开发者远多于阅读 Rust 的开发者，因此审查变更的人更可能熟悉这些惯用法。Java 对他们的要求也更少。审查者检查代码做了什么，而不是检查所有权、借用、生命周期和 trait 约束是否以某种恰好能编译的方式得到满足。这种更轻的心智负担是真实的成本差异。当一个代理为你写了 500 行代码时，人类多快能审查完它们，决定了你推进得多快。

它更具可移植性

同一套源码可构建原生 iPhone 和 iPad 应用、Android 应用、浏览器应用，以及 macOS、Linux 和 Windows 桌面应用。CI 在每次运行中都会构建所有这些目标，并附上每个目标的截图。在手机上，功能区会折叠成标签选择器，页面会按屏幕宽度重排，触摸工具栏会取代状态栏。Wordcraft 没有移动端目标。

有一个 Wordcraft 支持而我们不支持的平台：FreeBSD。Codename One 目前不以它为目标。如果对 FreeBSD 支持有需求，我们会加上，所以请在评论中告诉我们。

[LOADING...] iPhone
[LOADING...] Android
[LOADING...] 同一个应用在浏览器中。

它感觉更原生

这是我最在意的部分，因为用户在看到任何基准测试之前就能感受到它。可移植性通常意味着最低共同标准。这里恰恰相反：Java 应用比 Rust 应用更深入地与操作系统集成。在 Mac 上，它有真正的菜单栏和标准快捷键，能复制 Pages 和 Mail 可正确粘贴的格式化文本，还能把选区拖到另一个应用中，或从访达拖入文件和文本：

[LOADING...] macOS 上的原生菜单栏，带有子菜单。
[LOADING...] “关于”、“设置”和“退出”出现在 Mac 用户期望的位置。周三的文章展示了任何应用如何获得这些能力。

它看起来至少一样好

Wordcraft 在左边，Java 应用在右边。两者都是精致的桌面应用，并且都实时跟随操作系统的深色模式。但只有一个在手机上看起来也正确，并遵循高对比度设置。

[LOADING...] Wordcraft（Rust）。截图来自其 README。
[LOADING...] macOS 上的 Java 版本。
[LOADING...] 深色模式，实时跟随操作系统。

它同样安全

内存安全是大多数人选择 Rust 的理由，而且这是个好理由。Java 自 1995 年以来就是内存安全的。边界会检查，没有悬垂指针，也没有手动 free。值得称赞的是，Wordcraft 在自己的 crate 中禁止 unsafe，因此就内存安全而言，这两个应用不相上下。

区别在于供应链。Wordcraft 的 Cargo.lock 引入了 534 个外部 crate。Java 应用依赖 Codename One 框架及其自身模块。每个依赖都是有人必须信任、更新和审计的代码，因此更小的依赖树意味着更小的攻击面。

Rust 能追上吗？

在体积和速度方面，也许能。但这需要大量工作，并要深入重新思考内存布局和内联，而这又意味着更多代码和更慢的构建。要在这些方面赶上 Java，就意味着在 Rust 内部重建 Java 已经提供的东西。这就是我所说的成本。

说点个人感受。我每天都用 Firefox，也喜欢 Rust 相关工作为它带来的速度和稳定性提升。但 Firefox 是个特例，而且我认为它恰好证明了我的观点。Rust 替换的是底层部分：样式引擎、渲染器、媒体解析。这正是 Rust 擅长的领域，而且它在那里表现得很好。浏览器的用户界面，也就是高层部分，是用 JavaScript 写的——一种 JIT 编译、带垃圾回收的语言，给了团队灵活性。Firefox 实际上为自己重新发明了 Java 的高层部分。浏览器必须同时拥有这两部分。而你的应用只有第二部分。

为什么这现在很重要

我在 2018 年写 Create an Uber Clone in 7 Days 时，目标是构建一个 Uber 风格的应用。今天，这应该是你的起点。借助编码代理，一个开发者可以承担过去需要团队才能完成的范围。Hello world 不再只是屏幕上的一个标签。它是一个完整应用，带有后端、管理控制台、支付和推送通知，而你的工作从那里开始。

在这种规模下，语言的开销会不断累积。每一行额外代码都是代理要写、人类要审查、CI 要在每次变更时构建的内容，而且会贯穿产品的整个生命周期。Java 就是为许多人维护的大型代码库而设计的，这一点很明显。它拥有庞大的生态系统、可读的代码、快速的编译器、快速的测试，以及一个把内存管理从你手上接过去的垃圾回收器。把这份预算花在设置界面里的生命周期上，不会为用户带来任何价值。

这就是 Codename One 正在走的方向：完整的起点，加上真实产品在代码之外所需要的一切。

每个模板都是一个可运行的应用程序及其服务器，位于同一个 Java 项目中。客户端和服务器共享 API 类型，因此 REST 调用或 WebSocket 消息在两端都会进行类型检查。增长和变现能力内建在框架中，而不是事后加装：邀请好友链接、分析、推送通知、广告和应用内购买都是 Codename One API，模板已经在使用它们。商务是我们正在做的下一部分。模板源码在 MIT-0 下免费提供，无版税，也无收入分成。## 本周更多内容

一款免版税的实时 3D 策略游戏

多年来，我一直避免把 Codename One 推荐用于游戏。但在我们构建这些模板时，这种情况改变了：一款现代移动游戏主要是一个应用。登录、菜单、商店、好友、任务、推送和服务器，而战斗只占代码的一小部分。Skirmish 是一款《皇室战争》风格的实时策略游戏。两名玩家在由带动画的 glTF 角色组成的 3D 竞技场中面对面，各自从牌组中召唤部队和法术，并试图摧毁对方的塔。对局通过 WebSocket 以锁步方式在线运行，并带有回放、进度系统、宝石包、赛季通行证、广告和邀请。

下载 Skirmish 演示视频。

视频中的每个菜单都是普通的 Codename One 组件，使用布局管理器进行布局，并用 CSS 设置样式。

[LOADING...] 主界面、宝箱和任务。 [LOADING...] 在线对局。 [LOADING...] 商店。

游戏本身只是交付内容的一半。The Forge 是游戏内置的关卡编辑器，玩家和你的设计师可以在其中构建单位、竞技场、任务和完整战役，并将它们作为资源包分享。还有一个管理控制台，像运营在线服务一样运营游戏：实时对局、举报与标记、带可审计审核的玩家历史、游戏数据查询、用户参与流水线和促销活动。它既能在手机上运行，也能在桌面端运行。

[LOADING...] The Forge，关卡编辑器。 [LOADING...] 设计竞技场。 [LOADING...] 管理控制台。 [LOADING...] 桌面端实时运营。 [LOADING...] 用户参与流水线。

向游戏中添加一个单位，只需在共享规则模块中写一行代码：

add(new CardDef("squire", "Squire", CardDef.TROOP, 3)
        .hp(1450).damage(160).hitTicks(24).range(700).speed(45).radius(500));

没有版税，没有按安装量收费，也没有收入分成。周六的 Skirmish 文章 详细介绍了竞技场、多人模式以及商业化方式。

一款服务器无法读取的即时通讯应用

医院、企业和社区都想要自己的即时通讯工具，但无法为此使用 WhatsApp。Parley 就是这样一款通讯应用：聊天、群组、频道、语音消息、语音和视频通话以及关联设备，均使用 X3DH 和 Double Ratchet 进行端到端加密，这正是 Signal 采用的设计。服务器只存储和转发密文，通话则采用点对点方式。

[LOADING...] 聊天、群组和频道。 [LOADING...] 加密对话。 [LOADING...] 点对点通话。 [LOADING...] 无需阅读消息即可进行审核。

加密代码读起来就像普通 Java，因为这些密码学原语现在已成为 Codename One 的一部分：

KeyPair ephemeral = KeyGenerator.ec(256);
PrivateKey me = Identity.privateKey();
byte[] dh1 = KeyAgreement.ecdh(me, pub(signedKey));
byte[] dh2 = KeyAgreement.ecdh(ephemeral.getPrivateKey(), pub(identity));
byte[] dh3 = KeyAgreement.ecdh(ephemeral.getPrivateKey(), pub(signedKey));

周日的 Parley 文章 介绍了协议、内容审核以及如何为它打造品牌。

没有平台抽成的外卖服务

外卖平台通常会从每笔订单中抽取 15% 到 30%。Savor 为餐厅、连锁品牌或本地创业公司提供属于自己的服务：一个应用，其首页会根据角色（顾客、餐厅、配送员或管理员）而变化；银行卡预授权在配送时扣款；在地图上实时跟踪，且无需支付 API 密钥费用；订单和配送状态机不会在两个人同时操作时发生混乱。

[LOADING...] 顾客 [LOADING...] 餐厅 [LOADING...] 配送员 [LOADING...] 管理员

周一的 Savor 文章 展示了这一流程，以及从单一餐厅到杂货或鲜花配送的各种重塑方式。

更多 Java 内容，以及一个关于 Unity 的问题

类库新增了 116 个类和接口，包括 java.util.function、流、Optional、java.time 以及读取器和写入器。现有 Java 代码在移植时需要的改动更少，ParparVM 和混淆器会剔除应用未调用的内容，因此开销很小。我们仍然有意不支持反射和类加载。

我们还尝试了一项新事物，从 Unity 做得好的地方学习：简单的 Unity 2D 项目，包括 C# 脚本在内，现在可以构建并作为 Codename One 应用运行。五款开源游戏未经修改即可运行。这是一个概念验证，你并不能拿任意 Unity 游戏来运行。

[LOADING...] Fruitopia [LOADING...] 推箱子

这对你有用吗？周二的 Java 与 Unity 文章 提出了这个问题，还介绍了一个更快的 XML 解析器，以及 API 文档中一个可在浏览器中运行每个示例的按钮。

拥有原生体验的桌面应用

这款文字处理软件需要真正的菜单栏和真正的文件对话框，才能与原生应用相比不落下风，所以现在每个 Codename One 应用都拥有这些能力。只需一次调用，Command 就会进入原生菜单栏，标准命令会出现在各操作系统期望的位置，并使用各自的快捷键：

Command settings = Command.createDesktopRole(Command.DESKTOP_ROLE_SETTINGS, e -> showSettings());
Command quit = Command.createDesktopRole(Command.DESKTOP_ROLE_QUIT, e -> quit());

在 Mac 上，它是带 Cmd+, 快捷键的“Settings...”；在 Windows 上，它是“Tools”下的“Options”；在 Linux 上，它是“Edit”下的“Preferences”。打开和保存对话框都是操作系统自带的，带有筛选器、选项，并在平台支持时提供预览：

[LOADING...] 带有预览和选项的打开对话框。 [LOADING...] macOS 应用程序菜单中的标准命令。

周三的 桌面端文章 介绍了细节，以及 Skirmish 背后的动画 3D 模型。

通话、加密，以及会让构建失败的 ORM

语音和视频通话现在是一个 Codename One API，在 Android、iOS 和浏览器上基于 WebRTC 构建。信令仍由你掌控，因此同一份代码可与任何服务器配合使用：

WebRtc.openUserMedia(true, true, true).ready(media -> {
    pc = WebRtc.createPeerConnection(config, listener);
    pc.addTrack(media.getAudio());
    pc.addTrack(media.getVideo());
    pc.createOffer().ready(offer -> pc.setLocalDescription(offer)
            .ready(done -> signalling.send(offer)));
});

将密钥协商结果转换为加密密钥只需两行代码，并且在每台设备和服务器上行为一致：

byte[] shared = KeyAgreement.ecdh(mine.getPrivateKey(), theirs.getPublicKey());
byte[] key = Hkdf.derive("SHA-256", null, shared, "chat message key v1".getBytes(), 32);

在服务器端，一个要求客户端证书和 HTTP/2 的合作伙伴 API，只需一个构建器：

WebClient partner = new WebClient()
        .setClientCertificate(ClientCertificate.pkcs12(archive, password))
        .setRequireHttp2(true)
        .setRequestTimeoutMillis(10000);

而在使用 Hibernate 和 Spring 时，大量映射错误都能顺利编译，却会在应用启动时，或在第一个触及该实体的请求出现时爆发。Codename One 的 ORM 会在编译时读取你的实体，因此下面这些问题都会成为构建错误：

@Temporal requires a java.util.Date field: signedUp
Persistent fields must be writable: name
@Entity class com.example.Customer must declare a public no-arg constructor

周四的 通话与后端文章 逐一介绍了这些内容。

这一切将走向何方？

我不希望这被解读为“Rust 不好”。如果你在编写内核模块、编解码器、嵌入式控制器，或任何有硬实时限制的东西，确定性比吞吐量更重要，那么 Rust 是极佳的选择。面向用户的应用则有不同的约束。它可以牺牲确定性，来换取吞吐量、更小的代码库，以及更快的团队节奏。

对于应用而言，Java 是更好的工具，而 Codename One 正在成为一个让你从完整产品而非空白屏幕起步的地方。这款文字处理软件现已出现在 演示页面 上。克隆 代码仓库，重新运行基准测试工作流，并核验我的数字。如果你发现我某项测量有误，请在那里提交 issue。如果你想今天就启动一个项目，Initializr 可以在一分钟内生成任意模板。