go语言——高质量编程与性能调优实战——青训营笔记

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go语言——高质量编程与性能调优实战——青训营笔记

这是我参与「第三届青训营 -后端场」笔记创作活动的的第3篇笔记

这节课主要学习了- 介绍编码规范，帮助大家写出高质量程序

  • 介绍 Go 语言的性能优化建议，分析对比不同方式对性能的影响和背后的原理

  • 讲解常用性能分析工具 pprof 的使用和工作原理，熟悉排查程序性能问题的基本流程

  • 分析性能调优实际案例，介绍实际性能调优时的工作内容

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  1. 编码规范——代码格式 推荐使用gofmt自定格式化编码

gofmt能自动格式化go语言代码为官方统一风格

goimports实际上是等于gofmt加上依赖包管理 自动增删依赖的包引用，将依赖的包按字母排序并分类

gofmt默认不对代码进行简化，使用-s参数可以开启简化代码功能，具体来说会进行如下的转换：

1.去除数组、切片、Map初始化时不必要的类型声明：

`` 如下形式的切片表达式： []T{T{}, T{}} 将被简化为： []T{{}, {}} 复制代码

  • 去除数组切片操作时不必要的索引指定
如下形式的切片表达式：
    s[a:len(s)]
将被简化为：
    s[a:]
复制代码
  • 去除迭代时非必要的变量赋值
如下形式的迭代：
    for x, _ = range v {...}
将被简化为：
    for x = range v {...}
如下形式的迭代：
    for _ = range v {...}
将被简化为：
    for range v {...}
复制代码
命名规范

  • variable

    • 简洁胜于冗长
    • 缩略词全大写，但当其位于变量开头且不需要导出时，使用全小写
    • 变量距离其被使用的地方越远，则需要携带越多的上下文信息
    • 全局变量在其名字中需要更多的上下文信息，使得在不同地方可以轻易辨认出其含义

  • function

    • 函数名不携带包名的上下文信息，因为包名和函数名总是成对出现的
    • 函数名尽量简短
    • 当名为 foo 的包某个函数返回类型 Foo 时，可以省略类型信息而不导致歧义
    • 当名为 foo 的包某个函数返回类型 T 时（T 并不是 Foo），可以在函数名中加入类型信息

  • package

    • 只由小写字母组成。不包含大写字母和下划线等字符
    • 简短并包含一定的上下文信息。例如 schema、task 等
    • 不要与标准库同名。例如不要使用 sync 或者 strings

总结

  • 关于命名的大多数规范核心在于考虑上下文
  • 人们在阅读理解代码的时候也可以看成是计算机运行程序，好的命名能让人把关注点留在主流程上，清晰地理解程序的功能，避免频繁切换到分支细节，增加理解成本
控制流程
  • 避免嵌套，保持正常流程清晰
  • 如果两个分支中都包含 return 语句，则可以去除冗余的 else

  • 尽量保持正常代码路径为最小缩进，优先处理错误情况/特殊情况，并尽早返回或继续循环来减少嵌套，增加可读性

总结

  • 线性原理，处理逻辑尽量走直线，避免复杂的嵌套分支
  • 提高代码的可读性

错误和异常

优先使用 errors.New 来创建匿名变量来直接表示该错误。有格式化需求时使用 fmt.Errorf

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错误的 Wrap 和 Unwrap

  • 在 fmt.Errorf 中使用 %w 关键字来将一个错误 wrap 至其错误链中

错误判定 使用 errors.Is 可以判定错误链上的所有错误是否含有特定的错误。

在错误链上获取特定种类的错误，使用 errors.As

panic

  • 不建议在业务代码中使用 panic
  • 如果当前 goroutine 中所有 deferred 函数都不包含 recover 就会造成整个程序崩溃
  • 当程序启动阶段发生不可逆转的错误时，可以在 init 或 main 函数中使用 panic

recover

  • recover 只能在被 defer 的函数中使用，嵌套无法生效，只在当前 goroutine 生效

如果需要更多的上下文信息，可以 recover 后在 log 中记录当前的调用栈。

Go语言没有结构化的异常，使用 panic 和 recover 两个函数抛出和捕获异常

func panic(v interface{})
# recover
func recover() interface{}
# 由于参数类型为都为 interface{} 所以两个函数都可以接受任何对象

panic函数的特点

  • 1、内置函数
  • 2、假如函数F中书写了panic语句，会终止其后要执行的代码，在panic所在函数F内如果存在要执行的defer函数列表，按照defer的逆序执行
  • 3、返回函数F的调用者G，在G中，调用函数F语句之后的代码不会执行，假如函数G中存在要执行的defer函数列表，按照defer的逆序执行
  • 4、直到goroutine整个退出，并报告错误
  • 5、defer延迟调用中引发的错误，可被后续延迟调用捕获，但仅最后一个错误可被捕获

原文链接：blog.csdn.net/weixin_5202…

recover函数的特点

  • 1、内置函数
  • 2、用来控制一个goroutine的panicking行为，捕获panic，从而影响应用的行为
  • 3、一般的调用建议
  • a). 在defer函数中，通过recever来终止一个goroutine的panicking过程，从而恢复正常代码的执行
  • b). 可以获取通过panic传递的error
  • 4、捕获函数 recover 只有在延迟调用内直接调用才会终止错误，否则总是返回 nil。任何未捕获的错误都会沿调用堆栈向外传递

性能优化建议

    • 在满足正确性、可靠性、健壮性、可读性等质量因素的前提下，设法提高程序的效率

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  • slice 预分配内存

    • 在尽可能的情况下，在使用 make() 初始化切片时提供容量信息，特别是在追加切片时

    • 原理

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切片本质是一个数组片段的描述，包括了数组的指针，这个片段的长度和容量(不改变内存分配情况下的最大长度)

切片操作并不复制切片指向的元素，创建一个新的切片会复用原来切片的底层数组，因此切片操作是非常高效的

切片有三个属性，指针(ptr)、长度(len) 和容量(cap)。append 时有两种场景：

        -   当 append 之后的长度小于等于 cap，将会直接利用原底层数组剩余的空间
        -   当 append 后的长度大于 cap 时，则会分配一块更大的区域来容纳新的底层数组

    -   因此，为了避免内存发生拷贝，如果能够知道最终的切片的大小，预先设置 cap 的值能够获得最好的性能

-   另一个陷阱：大内存得不到释放

    -   在已有切片的基础上进行切片，不会创建新的底层数组。因为原来的底层数组没有发生变化，内存会一直占用，直到没有变量引用该数组
    -   因此很可能出现这么一种情况，原切片由大量的元素构成，但是我们在原切片的基础上切片，虽然只使用了很小一段，但底层数组在内存中仍然占据了大量空间，得不到释放
    -   推荐的做法，使用 copy 替代 re-slice

map 预分配内存

 原理

    不断向 map 中添加元素的操作会触发 map 的扩容
     根据实际需求提前预估好需要的空间
     提前分配好空间可以减少内存拷贝和 Rehash 的消耗
  • 使用 strings.Builder

    • 常见的字符串拼接方式

      • strings.Builder
      • bytes.Buffer

    • strings.Builder 最快，bytes.Buffer 较快，+ 最慢

    • 原理

      • 字符串在 Go 语言中是不可变类型，占用内存大小是固定的，当使用 + 拼接 2 个字符串时，生成一个新的字符串，那么就需要开辟一段新的空间，新空间的大小是原来两个字符串的大小之和
      • strings.Builder，bytes.Buffer 的内存是以倍数申请的
      • strings.Builder 和 bytes.Buffer 底层都是 []byte 数组，bytes.Buffer 转化为字符串时重新申请了一块空间，存放生成的字符串变量，而 strings.Builder 直接将底层的 []byte 转换成了字符串类型返回
  • 使用空结构体节省内存

    • 空结构体不占据内存空间，可作为占位符使用

    • 比如实现简单的 Set

      • Go 语言标准库没有提供 Set 的实现，通常使用 map 来代替。对于集合场景，只需要用到 map 的键而不需要值

  • 使用 atomic 包

    • 原理

      • 锁的实现是通过操作系统来实现，属于系统调用，atomic 操作是通过硬件实现的，效率比锁高很多
      • sync.Mutex 应该用来保护一段逻辑，不仅仅用于保护一个变量
      • 对于非数值系列，可以使用 atomic.Value，atomic.Value 能承载一个 interface{}

总结：这上半节课主要讲了go的编码规范，提高编码技巧的，go语言性能优化建议。

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