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golang 性能优化分析工具 pprof(下)

四、net/http/pprof

4.1 代码例子 1

go version go1.13.9

把上面的程序例子稍微改动下,命名为 demohttp.go:

package main

import (
	"bytes"
	"fmt"
	"io/ioutil"
	"log"
	"math/rand"
	"net/http"
	_ "net/http/pprof"
	"sync"
)

func main() {
	http.HandleFunc("/pprof-test", handler)

	fmt.Println("http server start")
	err := http.ListenAndServe(":8090", nil)
	if err != nil {
		log.Fatal(err)
	}
}

func handler(resp http.ResponseWriter, req *http.Request) {
	var wg sync.WaitGroup
	wg.Add(200)

	for i := 0; i < 200; i++ {
		go cyclenum(30000, &wg)
	}

	wg.Wait()

	wb := writeBytes()
	b, err := ioutil.ReadAll(wb)
	if err != nil {
		resp.Write([]byte(err.Error()))
		return
	}
	resp.Write(b)
}

func cyclenum(num int, wg *sync.WaitGroup) {
	slice := make([]int, 0)
	for i := 0; i < num; i++ {
		for j := 0; j < num; j++ {
			j = i + j
			slice = append(slice, j)
		}
	}
	wg.Done()
}

func writeBytes() *bytes.Buffer {
	var buff bytes.Buffer

	for i := 0; i < 30000; i++ {
		buff.Write([]byte{'a' + byte(rand.Intn(10))})
	}
	return &buff
}
复制代码

4.2 开始分析

4.2.1 在 web 界面上分析

先运行上面的 demohttp.go 程序,执行命令:

go run demohttp.go

然后在浏览器输入:http://localhost:8090/debug/pprof/,查看服务运行情况,如下图:

名称url说明
allocs$host/debug/pprof/allocs?debug=1过去所有内存抽样情况
block$host/debug/pprof/block?debug=1同步阻塞时程序栈跟踪的一些情况
heap$host/debug/pprof/heap?debug=1活动对象的内存分配情况
mutex$host/debug/pprof/mutex?debug=1互斥锁持有者的栈帧情况
profile$host/debug/pprof/profilecpu profile,点击时会得到一个文件,然后可以用 go tool pprof 命令进行分析
threadcreate$host/debug/pprof/threadcreate?debug=1创建新 OS 线程的堆栈跟踪情况
trace$host/debug/pprof/trace当前程序执行的追踪情况,点击时会得到一个文件,可以用 go tool trace 命令来分析这个文件

点击上面的链接,就可以查看具体的分析情况。 不断刷新网页,可以看到数据在不断变化。

4.2.2 命令行交互分析

在命令行上运行 demohttp.go 程序,执行命令:

go run demohttp.go

A. 分析 cpu profile

在开启另外一个命令行终端,执行如下命令:

go tool pprof http://localhost:8090/debug/pprof/profile?seconds=70

参数 seconds = 70:进行 70s 的数据样本采集,这个参数可以根据实际情况调整。

上面的命令执行后,会等待 70s , 然后才会进入命令交互界面,如上图

输入 top 命令:

大家发现没,其实与上面 runtime/pprof 在命令行交互时是一样的操作,可以参考上面的字段参数说明。

找出耗时代码部分,也可以用命令:list

top 命令执行后,发现什么问题没?这个 top 命令显示的信息都是系统调用信息耗时,没有用户定义的函数。为什么?下面进行分析。

B. 分析 memory profile

执行命令:

go tool pprof http://localhost:8090/debug/pprof/heap

然后同样输入 top 命令查看函数使用情况,如下图:

其余的跟踪分析命令类似,就不一一分析了。

把上面在终端命令行下交互分析的数据进行可视化分析。

4.2.3 图形可视化分析

A. pprof 图形可视化

在前面可视化分析中,我们了解到可视化最重要有 2 步:1.采集数据 2.图形化采集的数据。

在上面第三节 runtime/pprof 中,进入终端命令行交互操作,然后输入 web 命令,就可以生成一张 svg 格式的图片,用浏览器可以直接查看该图片。我们用同样的方法来试一试。

  1. 输入命令:

go tool pprof http://localhost:8090/debug/pprof/profile?seconds=30

  1. 等待 30s 后输入 web 命令

如下图:

果然生成了一个 svg 文件,在浏览器查看该图片文件,啥有用信息也没有,如下图:

为什么没有有用信息?前面有讲到过,没有用户访问 http server ,需要的程序没有运行,一直阻塞在那里等待客户端的访问连接,所以 go tool pprof 只能采集部分代码运行的信息,而这部分代码又没有消耗多少 cpu。

那怎么办?

一个方法就是用 http 测试工具模拟用户访问。这里用 github.com/rakyll/hey 这个工具。 安装 hey:

go get -u github.com/rakyll/hey

安装完成后,进行 http 测试:

hey -n 1000 http://localhost:8090/pprof-test

同时开启另一终端执行命令:

go tool pprof http://localhost:8090/debug/pprof/profile?seconds=120

等待 120s 后,采集信息完成,如下图:

输入 top 命令查看统计信息:

可以看到用户定义的一个最耗时函数是:main.cyclenum。如果要查看这个函数最耗时部分代码,可以用 list cyclenum 命令查看。

我们这里是要生成一张图片,所以输入 web 命令生成图片:

在浏览器上查看 svg 图片:

(图片较大,只截取了部分)

这张图完整的展示了 top 命令的信息。

B. web 可视化

执行命令:

go tool pprof -http=":8080" http://localhost:8090/debug/pprof/profile

同时开启另一终端执行测试命令:

hey -n 200 -q 5 http://localhost:8090/pprof-test

上面 go tool pprof 执行完成后,会自动在浏览器打开一个 http 地址,http://localhost:8080/ui/,如下图:

(截取部分图片)

这样就可以在web浏览器上查看分析数据了。

C. 火焰图

用 http 测试框架 hey 访问,命令为:

hey -n 200 -q 5 http://localhost:8090/pprof-test

在压测的同时开启另一终端执行命令:

go-torch -u http://localhost:8090

来生成火焰图。

运行命令时在终端输出了信息 :

Run pprof command: go tool pprof -raw -seconds 30 http://localhost:8090/debug/pprof/profile

可以看到 go-torch 的原始命令也是用到了 go tool pprof

上面这个命令默认生成了 torch.svg 的火焰图文件,如下:

(截取一部分图展示)

点击方块可以查看更详细信息:

参考

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