Découvrez comment C et C++ forment toujours le cœur des systèmes d'exploitation, des moteurs de bases de données et des moteurs de jeu — grâce au contrôle mémoire, à la rapidité et à l'accès bas niveau.

« Sous le capot » désigne tout ce dont votre application dépend mais qu'elle touche rarement directement : noyaux de systèmes d'exploitation, pilotes de périphériques, moteurs de stockage de bases de données, piles réseau, runtimes et bibliothèques critiques pour la performance.
À l'inverse, ce que voient au quotidien de nombreux développeurs d'applications, c'est la surface : frameworks, API, runtimes managés, gestionnaires de paquets et services cloud. Ces couches sont conçues pour être sûres et productives — même lorsqu'elles masquent volontairement la complexité.
Certains composants logiciels ont des exigences difficiles à satisfaire sans contrôle direct :
C et C++ sont encore courants ici parce qu'ils compilent en code natif avec un runtime minimal et offrent aux ingénieurs un contrôle fin sur la mémoire et les appels système.
À un niveau élevé, vous trouverez C et C++ dans :
Cet article se concentre sur la mécanique : ce que font ces composants « en coulisses », pourquoi ils tirent avantage du code natif et quels compromis accompagnent ce pouvoir.
Il ne prétendra pas que C/C++ sont le meilleur choix pour chaque projet, et n'ira pas en guerre de langages. L'objectif est une compréhension pratique des endroits où ces langages méritent encore leur place — et pourquoi les piles logicielles modernes continuent de s'appuyer sur eux.
C et C++ sont largement utilisés pour le logiciel système parce qu'ils permettent des programmes « proches du métal » : petits, rapides et étroitement intégrés avec l'OS et le matériel.
Lorsque du code C/C++ est compilé, il devient des instructions machines que le CPU peut exécuter directement. Il n'y a pas de runtime obligatoire qui traduise les instructions pendant l'exécution.
Ceci compte pour des composants d'infrastructure — noyaux, moteurs de bases de données, moteurs de jeu — où même de petites surcharges se cumulent sous charge.
Le logiciel système a souvent besoin d'un timing constant, pas seulement d'une bonne vitesse moyenne. Par exemple :
C/C++ offrent le contrôle sur l'utilisation CPU, le layout mémoire et les structures de données, ce qui aide les ingénieurs à viser une performance prévisible.
Les pointeurs permettent de manipuler directement des adresses mémoire. Ce pouvoir peut sembler intimidant, mais il débloque des capacités que beaucoup de langages de haut niveau abstraient :
Utilisé prudemment, ce niveau de contrôle peut apporter des gains d'efficacité importants.
La même liberté est aussi un risque. Parmi les compromis courants :
Une approche fréquente consiste à garder le cœur critique en C/C++, puis l'entourer de langages plus sûrs pour les fonctionnalités produit et l'UX.
Le noyau du système d'exploitation est la couche la plus proche du matériel. Quand votre ordinateur sort de veille, que votre navigateur s'ouvre, ou qu'un programme demande plus de RAM, le noyau coordonne ces requêtes et décide quoi faire.
Concrètement, les noyaux gèrent quelques tâches centrales :
Parce que ces responsabilités sont au centre du système, le code du noyau est à la fois sensible à la performance et à la justesse.
Les développeurs de noyau ont besoin d'un contrôle précis sur :
C reste un langage courant pour les noyaux parce qu'il se mappe clairement aux concepts machine tout en restant lisible et portable entre architectures. Beaucoup de noyaux s'appuient aussi sur de l'assembleur pour les parties les plus spécifiques au matériel, le C faisant l'essentiel du travail.
C++ peut apparaître dans les noyaux, mais généralement dans un style restreint (fonctionnalités runtime limitées, politique stricte sur les exceptions et règles serrées d'allocation). Lorsqu'il est utilisé, c'est souvent pour améliorer l'abstraction sans perdre le contrôle.
Même quand le noyau lui-même est conservateur, de nombreux composants proches sont en C/C++ :
Pour en savoir plus sur la façon dont les pilotes font le lien entre logiciel et matériel, voir /blog/device-drivers-and-hardware-access.
Les pilotes traduisent entre un système d'exploitation et le matériel physique — cartes réseau, GPU, contrôleurs SSD, dispositifs audio, et plus. Quand vous cliquez sur "play", copiez un fichier, ou vous connectez au Wi‑Fi, un pilote est souvent le premier code à devoir répondre.
Parce que les pilotes sont sur le chemin critique pour l'I/O, ils sont extrêmement sensibles à la performance. Quelques microsecondes en plus par paquet ou par requête disque se cumulent rapidement sur des systèmes chargés. C et C++ restent courants ici car ils peuvent appeler directement les API du noyau, contrôler précisément le layout mémoire et s'exécuter avec un overhead minimal.
Le matériel n'attend pas gentiment son tour. Les périphériques signalent le CPU via des interruptions — notifications urgentes qu'un événement est survenu (un paquet arrivé, un transfert terminé). Le code du pilote doit gérer ces événements rapidement et correctement, souvent sous des contraintes strictes de temps et de threads.
Pour un débit élevé, les pilotes s'appuient aussi sur le DMA (Direct Memory Access), où les périphériques lisent/écrivent la mémoire système sans que le CPU copie chaque octet. Préparer du DMA implique généralement :
Ces tâches requièrent des interfaces bas niveau : registres mappés en mémoire, flags bit à bit et ordre soigneux des lectures/écritures. C/C++ rendent pratique l'expression de cette logique « proche du métal » tout en restant portable entre compilateurs et plateformes.
Contrairement à une application normale, un bug de pilote peut planter tout le système, corrompre des données ou ouvrir des failles de sécurité. Ce risque façonne la façon d'écrire et de relire le code des pilotes.
Les équipes réduisent le danger en appliquant des standards de codage stricts, des vérifications défensives et des revues en couches. Pratiques courantes : limiter l'usage de pointeurs dangereux, valider les entrées provenant du matériel/firmware et exécuter des analyses statiques en CI.
La gestion de la mémoire est l'une des principales raisons pour lesquelles C et C++ dominent encore des parties des systèmes d'exploitation, des bases de données et des moteurs de jeu. C'est aussi l'un des endroits les plus faciles pour créer des bugs subtils.
Concrètement, la gestion de la mémoire inclut :
En C, c'est souvent explicite (malloc/free). En C++, cela peut être explicite (new/delete) ou encapsulé dans des patterns plus sûrs.
Dans les composants critiques pour la performance, le contrôle manuel peut être une fonctionnalité :
Cela importe quand une base de données doit maintenir une latence stable ou quand un moteur de jeu doit respecter un budget frame.
La même liberté crée des problèmes classiques :
Ces bugs sont subtils car le programme peut "sembler correct" jusqu'à ce qu'une charge particulière déclenche la défaillance.
Le C++ moderne réduit les risques sans sacrifier le contrôle :
std::unique_ptr et std::shared_ptr) rendent la propriété explicite et préviennent de nombreuses fuites.Bien utilisés, ces outils gardent C/C++ rapides tout en réduisant la probabilité que des bugs mémoire atteignent la production.
Les CPU modernes ne gagnent plus énormément en vitesse par cœur — ils gagnent en nombre de cœurs. Cela déplace la question de performance de « Quelle est la vitesse de mon code ? » vers « À quel point mon code sait-il s'exécuter en parallèle sans se gêner ? » C et C++ sont populaires ici car ils permettent un contrôle bas niveau sur les threads, la synchronisation et le comportement mémoire avec très peu d'overhead.
Un thread est l'unité que votre programme utilise pour faire du travail ; un cœur CPU est l'endroit où ce travail s'exécute. L'ordonnanceur de l'OS mappe les threads exécutables sur les cœurs disponibles, faisant constamment des compromis.
De petits détails d'ordonnancement comptent dans le code critique : suspendre un thread au mauvais moment peut bloquer une pipeline, créer des files d'attente ou produire des comportements hachés. Pour le travail lié au CPU, garder le nombre de threads actifs proche du nombre de cœurs réduit souvent le thrashing.
L'objectif pratique n'est pas « ne jamais verrouiller » mais : verrouiller moins, verrouiller plus intelligemment — garder les sections critiques petites, éviter les verrous globaux et réduire l'état mutable partagé.
Les bases de données et les moteurs de jeu ne se préoccupent pas seulement de la vitesse moyenne — ils se soucient des pauses pire cas. Un convoy de verrous, un défaut de page ou un worker bloqué peut provoquer des saccades visibles ou une requête trop lente qui viole un SLA.
Beaucoup de systèmes hautes performances s'appuient sur :
Ces patterns visent un débit stable et une latence cohérente sous pression.
Un moteur de base de données n'est pas juste du "stockage de lignes". C'est une boucle serrée de travail CPU et I/O qui s'exécute des millions de fois par seconde, où de petites inefficacités se payent vite. C'est pourquoi tant de moteurs et de composants critiques sont encore principalement en C ou C++.
Quand vous envoyez du SQL, le moteur :
Chaque étape profite d'un contrôle soigné sur la mémoire et le temps CPU. C/C++ permettent des parseurs rapides, moins d'allocations pendant la planification et un chemin d'exécution léger — souvent avec des structures de données sur mesure pour la charge.
Sous la couche SQL, le moteur de stockage gère les détails essentiels :
C/C++ s'y prête car ces composants reposent sur un layout mémoire prévisible et un contrôle direct des frontières d'I/O.
La performance moderne dépend souvent plus des caches CPU que de la vitesse brute du CPU. Avec C/C++, les développeurs peuvent regrouper les champs fréquemment utilisés, stocker des colonnes dans des tableaux contigus et minimiser le pointer-chasing — des patterns qui gardent les données proches du CPU et réduisent les stalls.
Même dans des bases de données à forte proportion C/C++, des langages de haut niveau animent souvent outils d'administration, sauvegardes, monitoring, migrations et orchestration. Le noyau critique reste natif ; l'écosystème périphérique privilégie la vitesse d'itération et l'ergonomie.
Les bases de données semblent instantanées car elles s'efforcent d'éviter le disque. Même sur des SSD rapides, lire depuis le stockage est des ordres de grandeur plus lent que lire depuis la RAM. Un moteur de base de données écrit en C ou C++ peut contrôler chaque étape de cette attente — et souvent l'éviter.
Imaginez les données sur disque comme des cartons dans un entrepôt. Récupérer un carton (lecture disque) prend du temps, donc vous gardez les plus utilisés sur le bureau (RAM).
Beaucoup de bases gèrent leur propre pool de buffers pour prédire ce qui doit rester chaud et éviter de se battre avec l'OS pour la mémoire.
Le stockage n'est pas seulement lent ; il est aussi imprévisible. Les pics de latence, l'attente en file et l'accès aléatoire ajoutent des délais. La mise en cache réduit cela en :
C/C++ permet aux moteurs de bases de données d'affiner des détails qui comptent à haut débit : lectures alignées, I/O direct vs I/O bufferisé, politiques d'éviction personnalisées et layouts en mémoire soigneux pour index et buffers de journal. Ces choix réduisent les copies, évitent la contention et gardent les caches CPU alimentés.
La mise en cache réduit l'I/O, mais augmente le travail CPU. Décompresser des pages, calculer des checksums, chiffrer des journaux et valider des enregistrements peuvent devenir des goulots d'étranglement. Parce que C et C++ offrent le contrôle des accès mémoire et des boucles adaptées au SIMD, ils sont souvent utilisés pour extraire plus de travail par cœur.
Les moteurs de jeu opèrent sous des attentes temps réel strictes : le joueur bouge la caméra, appuie sur un bouton et le monde doit répondre immédiatement. Cela se mesure en temps par frame, pas en débit moyen.
À 60 FPS, vous disposez d'environ 16,7 ms pour produire une frame : simulation, animation, physique, mixage audio, culling, soumission au rendu et souvent streaming d'actifs. À 120 FPS, ce budget tombe à 8,3 ms. Dépasser le budget se traduit par des saccades, du lag d'entrée ou un rythme incohérent.
C'est pourquoi programmation en C et programmation en C++ restent courantes dans les cœurs des moteurs : performance prévisible, overhead faible et contrôle fin sur la mémoire et l'utilisation CPU.
La plupart des moteurs utilisent du code natif pour le travail lourd :
Ces systèmes s'exécutent à chaque frame, donc de petites inefficacités se multiplient rapidement.
Une grande partie de la performance en jeu repose sur des boucles serrées : itérer sur des entités, mettre à jour des transforms, tester des collisions, skinning des vertices. C/C++ facilite la structuration de la mémoire pour l'efficacité du cache (tableaux contigus, moins d'allocations, moins d'indirections virtuelles). Le layout des données peut compter autant que le choix d'algorithme.
Beaucoup de studios utilisent des langages de scripting pour la logique gameplay — quêtes, règles d'UI, déclencheurs — parce que la vitesse d'itération compte. Le cœur du moteur reste généralement natif, et les scripts appellent les systèmes C/C++ via des bindings. Pattern courant : les scripts orchestrent ; le C/C++ exécute les parties coûteuses.
C et C++ ne font pas que « s'exécuter » — ils sont intégrés en binaires natifs correspondant à un CPU et un OS spécifiques. Cette chaîne de construction est une raison majeure pour laquelle ces langages restent centraux pour OS, bases de données et moteurs de jeu.
Une compilation typique comporte plusieurs étapes :
C'est à l'étape de l'éditeur de liens que surgissent de nombreux problèmes réels : symboles manquants, versions de librairies incompatibles ou paramètres de build divergents.
Une chaîne d'outils est l'ensemble : compilateur, linker, bibliothèque standard et outils de build. Pour le logiciel système, la couverture plateforme est souvent décisive :
Les équipes choisissent souvent C/C++ parce que les toolchains sont matures et disponibles sur de nombreux environnements — des embarqués aux serveurs.
Le C est souvent considéré comme « l'adaptateur universel ». Beaucoup de langages peuvent appeler des fonctions C via FFI, donc les équipes mettent souvent la logique critique dans une librairie C/C++ et exposent une petite API au code de plus haut niveau. C'est pourquoi Python, Rust, Java et d'autres enveloppent fréquemment des composants C/C++ existants plutôt que de les réécrire.
Les équipes C/C++ mesurent typiquement :
Le workflow est constant : trouver le goulot, confirmer avec des données, puis optimiser la plus petite portion qui compte.
C et C++ sont toujours d'excellents outils — quand vous construisez un logiciel où quelques millisecondes, quelques octets ou une instruction CPU spécifique comptent réellement. Ce ne sont pas le choix par défaut pour chaque fonctionnalité ou équipe.
Prenez C/C++ quand le composant est critique pour la performance, nécessite un contrôle strict de la mémoire ou doit s'intégrer étroitement avec l'OS ou le matériel.
Cas typiques :
Choisissez un langage de plus haut niveau quand la priorité est la sécurité, la vitesse d'itération ou la maintenabilité à grande échelle.
Il est souvent plus judicieux d'utiliser Rust, Go, Java, C#, Python ou TypeScript quand :
En pratique, la plupart des produits sont mixtes : librairies natives pour le chemin critique, et services et UIs de plus haut niveau pour le reste.
Si vous construisez principalement des fonctionnalités web, backend ou mobile, vous n'avez souvent pas besoin d'écrire du C/C++ pour en bénéficier — vous le consommez via votre OS, votre base de données, votre runtime et vos dépendances. Des plateformes comme Koder.ai tirent parti de cette séparation : vous pouvez produire rapidement des applications React, des backends Go + PostgreSQL ou des apps Flutter via un flux conversationnel, tout en intégrant des composants natifs quand nécessaire (par ex. appeler une librairie C/C++ existante via une frontière FFI). Cela permet de garder la majeure partie du produit dans du code à itération rapide, sans ignorer les endroits où le code natif est l'outil adapté.
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