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调优

控制内存分配的速度，限制 Goroutine 的数量，提高赋值器 mutator 的 CPU 利用率（降低GC的CPU利用率）
少量使用+连接string
slice提前分配足够的内存来降低扩容带来的拷贝
避免map key对象过多，导致扫描时间增加
变量复用，减少对象分配，例如使用 sync.Pool 来复用需要频繁创建临时对象、使用全局变量等
增大 GOGC 的值，降低 GC 的运行频率

如何查看GC信息

1. GODEBUG='gctrace=1'

package main
func main() {
    for n := 1; n < 100000; n++ {
        _ = make([]byte, 1<<20)
    }
}

$ GODEBUG='gctrace=1' go run main.go

gc 1 @0.003s 4%: 0.013+1.7+0.008 ms clock, 0.10+0.67/1.2/0.018+0.064 ms cpu, 4->6->2 MB, 5 MB goal, 8 P
gc 2 @0.006s 2%: 0.006+4.5+0.058 ms clock, 0.048+0.070/0.027/3.6+0.47 ms cpu, 4->5->1 MB, 5 MB goal, 8 P
gc 3 @0.011s 3%: 0.021+1.3+0.009 ms clock, 0.17+0.041/0.41/0.046+0.072 ms cpu, 4->6->2 MB, 5 MB goal, 8 P
gc 4 @0.013s 5%: 0.025+0.38+0.26 ms clock, 0.20+0.054/0.15/0.009+2.1 ms cpu, 4->6->2 MB, 5 MB goal, 8 P
gc 5 @0.014s 5%: 0.021+0.16+0.002 ms clock, 0.17+0.098/0.028/0.001+0.016 ms cpu, 4->5->1 MB, 5 MB goal, 8 P
gc 6 @0.014s 7%: 0.025+1.6+0.003 ms clock, 0.20+0.061/2.9/1.5+0.025 ms cpu, 4->6->2 MB, 5 MB goal, 8 P
gc 7 @0.016s 7%: 0.019+1.0+0.002 ms clock, 0.15+0.053/1.0/0.018+0.017 ms cpu, 4->6->2 MB, 5 MB goal, 8 P
gc 8 @0.017s 7%: 0.029+0.17+0.002 ms clock, 0.23+0.037/0.10/0.063+0.022 ms cpu, 4->4->0 MB, 5 MB goal, 8 P
gc 9 @0.018s 7%: 0.019+0.23+0.002 ms clock, 0.15+0.040/0.16/0.023+0.018 ms cpu, 4->5->1 MB, 5 MB goal, 8 P
gc 10 @0.018s 7%: 0.022+0.23+0.003 ms clock, 0.17+0.061/0.13/0.006+0.024 ms cpu, 4->6->2 MB, 5 MB goal, 8 P
gc 11 @0.018s 7%: 0.019+0.11+0.001 ms clock, 0.15+0.033/0.051/0.013+0.015 ms cpu, 4->5->1 MB, 5 MB goal, 8 P
gc 12 @0.019s 7%: 0.018+0.19+0.001 ms clock, 0.14+0.035/0.10/0.018+0.014 ms cpu, 4->5->1 MB, 5 MB goal, 8 P
gc 13 @0.019s 7%: 0.018+0.35+0.002 ms clock, 0.15+0.21/0.054/0.013+0.016 ms cpu, 4->5->1 MB, 5 MB goal, 8 P
gc 14 @0.019s 8%: 0.024+0.27+0.002 ms clock, 0.19+0.022/0.13/0.014+0.017 ms cpu, 4->5->1 MB, 5 MB goal, 8 P
gc 15 @0.020s 8%: 0.019+0.42+0.038 ms clock, 0.15+0.060/0.28/0.007+0.31 ms cpu, 4->17->13 MB, 5 MB goal, 8 P
gc 16 @0.021s 8%: 0.018+0.53+0.060 ms clock, 0.14+0.045/0.39/0.005+0.48 ms cpu, 21->28->7 MB, 26 MB goal, 8 P
gc 17 @0.021s 10%: 0.020+0.91+0.64 ms clock, 0.16+0.050/0.36/0.027+5.1 ms cpu, 12->16->4 MB, 14 MB goal, 8 P
gc 18 @0.023s 10%: 0.020+0.55+0.002 ms clock, 0.16+0.053/0.50/0.081+0.023 ms cpu, 7->9->2 MB, 8 MB goal, 8 P

字段含义由下表所示：

字段	含义
gc 2	第二个 GC 周期
0.006	程序开始后的 0.006 秒
2%	该 GC 周期中 CPU 的使用率
0.006	标记开始时， STW 所花费的时间（wall clock）
4.5	标记过程中，并发标记所花费的时间（wall clock）
0.058	标记终止时， STW 所花费的时间（wall clock）
0.048	标记开始时， STW 所花费的时间（cpu time）
0.070	标记过程中，标记辅助所花费的时间（cpu time）
0.027	标记过程中，并发标记所花费的时间（cpu time）
3.6	标记过程中，GC 空闲的时间（cpu time）
0.47	标记终止时， STW 所花费的时间（cpu time）
4	标记开始时，堆的大小的实际值
5	标记结束时，堆的大小的实际值
1	标记结束时，标记为存活的对象大小
5	标记结束时，堆的大小的预测值
8	P 的数量

2. go tool trace

package main

import (
    "os"
    "runtime/trace"
)

func main() {
    f, _ := os.Create("trace.out")
    defer f.Close()
    trace.Start(f)
    defer trace.Stop()
    for n := 1; n < 100000; n++ {
        _ = make([]byte, 1<<20)
    }
}

$ go run main.go
$ go tool trace trace.out

打开浏览器后，可以看到如下统计：

点击View trace，可以查看当时的trace情况

点击 Minimum mutator utilization，可以查看到赋值器 mutator （用户程序）对 CPU 的利用率 74.1%，接近100%则代表没有针对GC的优化空间了

3. debug.ReadGCStats

package main

import (
    "fmt"
    "runtime/debug"
    "time"
)

func printGCStats() {
    t := time.NewTicker(time.Second)
    s := debug.GCStats{}
    for {
        select {
        case <-t.C:
            debug.ReadGCStats(&s)
            fmt.Printf("gc %d last@%v, PauseTotal %v\n", s.NumGC, s.LastGC, s.PauseTotal)
        }
    }
}
func main() {
    go printGCStats()
    for n := 1; n < 100000; n++ {
        _ = make([]byte, 1<<20)
    }
}

$ go run main.go

gc 3392 last@2022-05-04 19:22:52.877293 +0800 CST, PauseTotal 117.524907ms
gc 6591 last@2022-05-04 19:22:53.876837 +0800 CST, PauseTotal 253.254996ms
gc 10028 last@2022-05-04 19:22:54.87674 +0800 CST, PauseTotal 376.981595ms
gc 13447 last@2022-05-04 19:22:55.87689 +0800 CST, PauseTotal 511.420111ms
gc 16938 last@2022-05-04 19:22:56.876955 +0800 CST, PauseTotal 649.293449ms
gc 20350 last@2022-05-04 19:22:57.876756 +0800 CST, PauseTotal 788.003014ms

字段含义由下表所示：

字段	含义
NumGC	GC总次数
LastGC	上次GC时间
PauseTotal	STW总耗时

4. runtime.ReadMemStats

package main

import (
    "fmt"
    "runtime"
    "time"
)

func printMemStats() {
    t := time.NewTicker(time.Second)
    s := runtime.MemStats{}
    for {
        select {
        case <-t.C:
            runtime.ReadMemStats(&s)
            fmt.Printf("gc %d last@%v, heap_object_num: %v, heap_alloc: %vMB, next_heap_size: %vMB\n",
                s.NumGC, time.Unix(int64(time.Duration(s.LastGC).Seconds()), 0), s.HeapObjects, s.HeapAlloc/(1<<20), s.NextGC/(1<<20))
        }
    }
}
func main() {
    go printMemStats()
    fmt.Println(1 << 20)
    for n := 1; n < 100000; n++ {
        _ = make([]byte, 1<<20)
    }
}

$ go run main.go

gc 2978 last@2022-05-04 19:38:04 +0800 CST, heap_object_num: 391, heap_alloc: 20MB, next_heap_size: 28MB
gc 5817 last@2022-05-04 19:38:05 +0800 CST, heap_object_num: 370, heap_alloc: 4MB, next_heap_size: 4MB
gc 9415 last@2022-05-04 19:38:06 +0800 CST, heap_object_num: 392, heap_alloc: 7MB, next_heap_size: 8MB
gc 11429 last@2022-05-04 19:38:07 +0800 CST, heap_object_num: 339, heap_alloc: 4MB, next_heap_size: 5MB
gc 14706 last@2022-05-04 19:38:08 +0800 CST, heap_object_num: 436, heap_alloc: 6MB, next_heap_size: 8MB
gc 18253 last@2022-05-04 19:38:09 +0800 CST, heap_object_num: 375, heap_alloc: 4MB, next_heap_size: 6M

字段含义由下表所示：

字段	含义
NumGC	GC总次数
LastGC	上次GC时间
HeapObjects	堆中已经分配的对象总数，GC内存回收后HeapObjects取值相应减小
HeapAlloc	堆中已经分配给对象的字节数，GC内存回收后HeapAlloc取值相应减小
NextGC	下次GC目标堆的大小

Go底层原理 - GC如何调优和查看

调优

如何查看GC信息

1. GODEBUG='gctrace=1'

2. go tool trace

3. debug.ReadGCStats

4. runtime.ReadMemStats