Go 語(yǔ)言性能測(cè)試

本文來(lái)學(xué)習(xí)一下如何進(jìn)行 Go 語(yǔ)言的性能測(cè)試。這里需要學(xué)習(xí)一個(gè) Go 語(yǔ)言官方提供的工具 pprof：

• runtime/pprof：采集程序（非 Server）的運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行分析；
• net/http/pprof：采集 HTTP Server 的運(yùn)行時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。

上述兩個(gè)包的底層實(shí)現(xiàn)是一樣的，一般建議直接在主函數(shù)上加上 http 服務(wù)而使用第二個(gè)包，畢竟可視化顯示易于觀察和操作。故本文僅介紹 net/http/pprof 的用法。

1. pprof 使用方法

直接在程序入口，也就是 main 函數(shù)所在的文件中導(dǎo)入 pprof。

 import _ "net/http/pprof"

示例代碼如下：

package main

import (
    "fmt"
    "net/http"
    _ "net/http/pprof"
    "time"
)

func main() {
    //打印數(shù)字
    go printNum()
    //打印字符
    go printChar()
    http.ListenAndServe("0.0.0.0:9300", nil)//啟動(dòng)一個(gè)服務(wù)用于查看性能分析可視化頁(yè)面
}
func printChar() {
    for i := '0'; ; i++ {
        fmt.Println("printChar:", string(i))
        time.Sleep(time.Second)
    }
}
func printNum() {
    for i := 0; ; i++ {
        fmt.Println("printNum:", i)
        time.Sleep(time.Second)
    }
}

上述代碼啟動(dòng)，pprof 會(huì)在這個(gè)服務(wù)上自動(dòng)創(chuàng)建路由：

debug/pprof/

在瀏覽器中輸入127.0.0.1:9300/debug/pprof/，會(huì)出現(xiàn)如下頁(yè)面：

這個(gè)路由下還有幾個(gè)子頁(yè)面：

• allocs：內(nèi)存分配情況；
• block：獲取導(dǎo)致阻塞的 goroutine 堆棧(如 channel, mutex 等)；
• cmdline：當(dāng)前程序激活的命令行啟動(dòng)參數(shù)；
• goroutine：當(dāng)前當(dāng)前運(yùn)行的 goroutine 的堆棧信息；
• heap：存活對(duì)象的內(nèi)存分配情況；
• mutex ：互斥鎖的競(jìng)爭(zhēng)持有者的堆棧跟蹤；
• profile：默認(rèn)進(jìn)行 30s 的 CPU Profiling，得到一個(gè)分析用的 profile 文件；
• threadcreate：操作系統(tǒng)線程跟蹤；
• trace：得到一個(gè)分析用的 trace 文件。

2. 使用工具分析 profile 和 trace

當(dāng)在127.0.0.1:9300/debug/pprof/中點(diǎn)擊 profile 和 trace 時(shí)會(huì)分別得到一個(gè)文件，我們可以使用 Go 語(yǔ)言自帶的工具對(duì)這兩個(gè)文件進(jìn)行解析。在解析之前，需要編譯得到程序代碼的可執(zhí)行文件，配合分析文件使用。

2.1 解析 profile

使用如下命令行進(jìn)入解析頁(yè)面：

go tool pprof .\firstgo.exe .\profile

執(zhí)行結(jié)果：

如上如所示，我們進(jìn)入了 pprof 的命令行界面，可以輸入top來(lái)查看前 10 行數(shù)的 CPU 占用情況：

• flat：采樣頻率(10ms)；
• flat%：采樣頻率(10ms)下，CPU 運(yùn)行耗時(shí)總比例；
• sum%：給定函數(shù)累積使用 CPU 總比例，如第二行 sum% =40.00% = 20.00% + 20.00%；
• cum：當(dāng)前函數(shù)加上它之上的調(diào)用運(yùn)行總耗時(shí)，包括函數(shù)等待子函數(shù)返回；
• cum%：CPU 運(yùn)行耗時(shí)總比例；
• 最后一列為函數(shù)名稱(chēng)。

還可使用 help 指令來(lái)查看 pprof 所有操作，讀者可以自行探索。

2.2 解析 trace

使用如下命令解析 trace 文件：

go tool trace .\firstgo.exe  .\trace

此時(shí)會(huì)自動(dòng)打開(kāi)一個(gè) web 頁(yè)面：

• View trace：查看跟蹤；
• Goroutine analysis：Goroutine 分析；
• Network blocking profile：網(wǎng)絡(luò)阻塞概況；
• Synchronization blocking profile：同步阻塞概況；
• Syscall blocking profile：系統(tǒng)調(diào)用阻塞概況；
• Scheduler latency profile：調(diào)度延遲概況；
• User defined tasks：用戶自定義任務(wù)；
• User defined regions：用戶自定義區(qū)域；
• Minimum mutator utilization：最低 Mutator 利用率。

我們可以看到有的鏈接后面跟著(?)，是因?yàn)檫@些鏈接的使用需要配合第三方工具，可以點(diǎn)進(jìn)去查看缺失的內(nèi)容，下載安裝后就可以使用了，一般使用前兩個(gè)就可以分析程序的執(zhí)行情況了。

3. 小結(jié)

本文主要介紹了 Go 語(yǔ)言自帶的工具 pprof 的用法，以及其生成分析文件的解析。需要注意的是每個(gè)分析文件都要配合這個(gè)程序的可執(zhí)行文件使用。還有就是建議大家在開(kāi)發(fā)過(guò)程中盡量時(shí)不時(shí)的用一下 pprof，可以使開(kāi)發(fā)出來(lái)的程序更穩(wěn)定更高效。