高性能go语言发行版优化与落地实践|青训营笔记

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这是我参与「第三届青训营 -后端场」笔记创作活动的的第4篇笔记

课程简图:

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本节课的代码比较少,大多都是些理论知识:

  • 高质量编程
    • 编码规范:写出高质量、可维护的代码
    • 性能优化建议
  • 性能优化
    • 分析工具——pprof:采样原理、如何定位性能问题等等
    • 业务优化
    • 基础库优化
    • Go语言优化
  • 优化
    • 内存管理优化
    • 编译器优化

性能优化是提升软件系统处理能力,减少不必要的消耗,充分发掘计算机能力;做了性能优化以后可以给用户带来体验的提升,资源的高效利用,降低成本,提高效率

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性能优化与软件质量

软件质量至关重要;在保证接口稳定的前提下进行改进具体实现;测试用例覆盖尽可能多的场景方便回归;文档做了什么,没做什么,能达到什么样的效果;隔离通过选项控制是否开启优化;可观测,必要的日志输出

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1.自动内存管理

1.1 动态内存

使用malloc(),在程序运行的过程中根据需求动态分配的内存

自动内存管理(垃圾回收): 由程序语言的运行时系统管理动态内存

  • 避免手动内存管理,专注于实现业务逻辑
  • 保证内存的使用的正确性和安全性

1.2 相关概念

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1.3 追踪垃圾回收

  • 对象被回收的条件:指针指向关系不可达的对象
  • 标记根对象
    • 静态变量、全局变量、常量、线程栈等
  • 标记:找到可达对象
    • 求指针指向关系的传递闭包:从根对象出发,找到所有可达对象
  • 清理:所有不可达对象

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1.4分代GC image.png

1.5引用计数

每个对象都有一个与之相关的引用数目且对象存活条件为:当且仅当引用数大于0

优点:

1.内存管理的操作被平摊到程序执行过程中

2.内存管理不需要了解runtinue的实现细节:c++智能指针(smart pointer)

缺点:

1.维护引用计数的开销较大:通过原子操作保证对引用计数操作的原子性和可见性

2.无法回收环形数据结构————weak reference

3.内存开销:每个对象都引入的额外内存空间存储引用数目

4.回收内存时依然可能引发暂停

2.内存分配

2.1 缓存

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2.2 go内存管理优化

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2.3 优化方案:Balanced GC

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本质上是用coping GC 的算法管理小对象

3.编译器和静态分析

3.1 编译器的基本结构

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3.2 静态分析

不执行代码,推导程序的行为,分析程序的性质

  • 控制流:程序执行的流程
  • 数据流:数据在控制流上的传递

代码 控制流程图: image.png

数据流程图:

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3.3 过程内分析和过程间分析

过程内分析

  • 仅在函数内部进行分析 过程间分析
  • 考虑过程调用时参数的传递和返回值的数据流和控制流

4. go编译器的优化

编译器优化的目的多为通用性优化

优化的思路:

  • 用编译时间换取更高效的机器码

4.1 函数内联(Inlining)

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优点:

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缺点:

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4.2 Beast Mode

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4.3 逃逸分析

分析代码中指针的动态作用域:指针在何处可以被访问

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Beast Mode : 函数内联拓展了函数边界,更多对象不逃逸

优化:未逃逸的对象可以栈上分配

  • 对象在栈上分配和回收很快: 移动SP
  • 减少在heap上的分配,降低GC负担

第四天的笔记就到这里。