为什么 C++ 的设计会影响 JVM 的性能表现？
这其实触及了编程语言、运行时系统（JVM）、CPU 硬件之间的一种 深层次耦合 ：
底层硬件和原生语言（如 C++）对性能极限的要求，反过来会塑造虚拟机的实现方式和优化边界。
总结性回答：
因为 C++ 要求极致性能，迫使 CPU 设计者（如 Intel、IBM） 保留尽可能弱的内存模型和强大的乱序执行能力；
而 Java 虚拟机（JVM）运行在这些 CPU 上，它必须在这些弱内存模型上强行实现更严格的 Java 内存模型（JMM） ，这会导致额外同步指令和屏障，降低 JVM 性能。
所以，如果为了 Java 而强制 CPU 或语言统一为 JMM 风格，就会反过来让 C++ 性能下降（甚至 JVM 本身也受损），这就是 Bjarne 提出的反对点之一。
一、C++ 性能驱动硬件设计
C++ 是一个对"性能近似裸金属"的语言，它对硬件有如下期望：
- 允许 最大限度的编译器重排；
- 允许 CPU 指令乱序执行（Out-of-Order Execution）；
- 允许 内存读写乱序，以优化流水线和并发访问；
- 不强制插入 memory fence，除非程序员显式要求（比如使用
std::atomic）；
结果就是：
为了服务 C/C++ 的性能需求，现代 CPU（x86, Power, ARM）选择了默认使用非常"弱"的内存一致性模型。
这些 CPU 在执行代码时，会做指令重排、读写缓存、延迟刷新等优化手段 ，以牺牲程序员的"顺序一致性直觉"换取运行速度。
二、Java 的运行时模型 vs C++ 的裸机模型
Java 的多线程语义在语言层面做了以下设计：
- 默认所有对象是共享的；
volatile要求写操作对其他线程立即可见；synchronized要求进入互斥区必须强制同步内存；- JMM 明确禁止 Store → Load 等指令重排。
这意味着：
JVM 必须强制在弱一致性的硬件上人为实现强一致性内存语义。
这带来的代价是：
- 每次访问共享变量时都需要插入 内存屏障（Memory Fence）；
volatile字段读写都变成了load acquire/store release；- 大量锁的进入/退出都插入
mfence,sfence,lfence； - 指令执行不能充分乱序，缓存无法优化共享数据刷新。
三、为何 C++ 会"影响" Java 虚拟机的性能？
因为 Java 的运行时必须：
运行在由"为了 C++ 性能而设计出来"的硬件之上。
JVM 本身也是用 C/C++ 实现的，编译器、GC、线程调度都受到 C++ 背后的硬件架构影响。
具体体现在三方面：
1️JVM 在 C++ 优化导向 CPU 上运行，必须牺牲性能保障语义
比如：
| Java 语义 | 在 x86/Power 上的代价 | 影响 |
|---|---|---|
volatile 写入 |
插入 store-store + store-load fence |
慢，CPU 无法乱序缓存刷新 |
synchronized |
必须插入完整的 acquire/release 序列 | 慢，锁竞争频繁，GC 延迟变高 |
| 并发算法（CAS） | 需要 lock cmpxchg / lwsync 等指令 |
比 C++ 原子指令慢一拍，受限多 |
2️Java 无法享受 C++ 编译器级别的优化
- C++ 编译器可以静态展开所有同步点（模板、内联等）；
- JVM 的 JIT 编译只能在运行时做有限推断（hot path optimization）；
- 对于 Java，语言级别语义过于严格，JIT 也无法"大胆优化"；
- 即使底层硬件能力再强，也被语义约束压制了潜力。
3️JVM 本身就是 C++ 写的，必须自己踩到 C++ 的"优化坑"
例如：
- OpenJDK 的 GC 是 C++ 编写；
- Thread scheduling, safepoint 等是靠 C++ 实现跨平台机制；
- JVM 本身必须处理各种 barrier 插入点，而这些都是 C++ 实现的底层汇编逻辑；
如果 JVM 所依赖的 C++ 编译器默认行为发生改变（比如采用 JMM），JVM 的内部机制也会因为性能下降而受损。
四、Bjarne 的核心观点复述
Bjarne Stroustrup 曾在公开采访和技术文章中提到：
如果 C++ 采用 Java 那种强内存模型，将：
- 限制编译器的优化能力；
- 限制硬件（特别是 CPU 乱序执行和缓存策略）的优化能力；
- 把默认性能打掉一半；
即使 Java 本身也会因此变慢，因为它是运行在以 C++ 性能为目标设计的 CPU 上！
所以包括 Intel、IBM 在内的硬件公司坚决反对：
- 在 C++ 标准中采用类似 Java 的"默认强一致性语义"；
- 理由不是反对 Java，而是为 C++ 和整个平台的性能底线守住最重要的自由度。
五、总结与类比（通俗理解）
可以这样理解：
C++ 是打地基的语言，Java 是建楼的语言。
如果为了楼上的人生活方便（强一致性、抽象安全），强行让地基承重墙都变厚、不能调结构，整个建筑效率都会下降。
或者说：
Java 的运行效率，不只是 JVM 和 Java 语言的问题，它 严重依赖 C++ 背后推动的硬件优化自由。
六、名言
Bjarne 曾说过一句著名的话：
"C++ doesn't get in your way. If you know what you're doing, it's the best tool available."
对应这次问题也可以说：
"C++ 的自由是整个平台性能的根基，不要轻易拿抽象的舒适性去交换。"