这是我参与「第五届青训营」伴学笔记创作活动的第 2 天
前言
记录自己不太熟悉的知识点，本人go语言小白，有不对的地方请大佬批评指正，感谢！
- 信道
信道是带有类型的管道，你可以通过它用信道操作符 <- 来发送或者接收值。
ch <- v // 将 v 发送至信道 ch。
v := <-ch // 从 ch 接收值并赋予 v。
（“箭头”就是数据流的方向。）
和映射与切片一样，信道在使用前必须创建：
ch := make(chan int)
默认情况下，发送和接收操作在另一端准备好之前都会阻塞。这使得 Go 程可以在没有显式的锁或竞态变量的情况下进行同步。
以下示例对切片中的数进行求和，将任务分配给两个 Go 程。一旦两个 Go 程完成了它们的计算，它就能算出最终的结果。
发送者可通过 close 关闭一个信道来表示没有需要发送的值了。接收者可以通过为接收表达式分配第二个参数来测试信道是否被关闭：若没有值可以接收且信道已被关闭，那么在执行完
v, ok := <-ch
之后 ok 会被设置为 false。
循环 for i := range c 会不断从信道接收值，直到它被关闭。
注意： 只有发送者才能关闭信道，而接收者不能。向一个已经关闭的信道发送数据会引发程序恐慌（panic）。
还要注意： 信道与文件不同，通常情况下无需关闭它们。只有在必须告诉接收者不再有需要发送的值时才有必要关闭，例如终止一个 range 循环。
- select
select 语句使一个 Go 程可以等待多个通信操作。
select 会阻塞到某个分支可以继续执行为止，这时就会执行该分支。当多个分支都准备好时会随机选择一个执行。
- 编码规范
gofmt是go语言官方提供的工具，可以自动化Go语言代码为官方统一风格。
goimports也是官方提供的工具，实际等于gofmt加上依赖包管理。
- 错误和异常处理
error一般是处理一些比较低级的错误，不会造成程序中断或者宕机。
panic一般是发生了致命的错误时才会被调用，例如数组越界，空指针等等，当然我们也可以手动调用panic()函数去触发。类似C语言的assert()断言函数。
当发生panic错误时，会中断程序，但是有时候我们又不想程序中断，我们可以使用recover函数去捕获这个中断。
但是注意：
recover()只有在defer调用的函数有效。当该函数中定义了defer，并且该函数发生了panic错误，那么该错误会被捕获，程序会恢复正常。
- 性能优化
小建议：
1.slice和map提前预分配内存。
2.使用strings.Builder代替直接使用加号来拼接字符串。
3.空结构体不占据任何内存，可以作为各种场景下的占位符使用。
分析工具：
pprof工具，运行程序后打开http://127.0.0.1:6060/debug/pprof/
这个页面中有许多子页面，咱们继续深究下去，看看可以得到什么？
- profile（CPU Profiling）: $HOST/debug/pprof/profile，默认进行 30s 的 CPU Profiling，得到一个分析用的 profile 文件
- allocs 查看过去所有内存分配样本，访问路径为 /debug/pprof/allocs
- cmdline 当前程序命令行的完整调用路径
- block（Block Profiling）：$HOST/debug/pprof/block，查看导致阻塞同步的堆栈跟踪
- goroutine：$HOST/debug/pprof/goroutine，查看当前所有运行的 goroutines 堆栈跟踪
- heap（Memory Profiling）: $HOST/debug/pprof/heap，查看活动对象的内存分配情况
- mutex（Mutex Profiling）：$HOST/debug/pprof/mutex，查看导致互斥锁的竞争持有者的堆栈跟踪
- threadcreate：$HOST/debug/pprof/threadcreate，查看创建新OS线程的堆栈跟踪
一般在线上环境，为了网络安全，通常不会这么做。另外debug的访问方式是具有时效性的，在实际场景中，我们常常需要及时将当前状态下的 profile文件给存储下来，便于二次分析。
通过终端访问
第二种是通过命令行完整对正在运行的程序 pprof进行抓取和分析
//在执行命令后，需要等待 60s （可以调整seconds的值） PProf 会进行 cpu Profiling , 结束后将默认进入PProf 的命令行交互模式，查看或者导出分析结果。
// 如果是以TLS方式启动的HTTP Server 那么在调用需要改成 go tool pprof https+insecure://localhost:6060/debug/pprof/profile?seconds=60
go tool pprof http://localhost:6060/debug/pprof/profile?seconds=60
Fetching profile over HTTP from http://localhost:6060/debug/pprof/profile?seconds=60
Saved profile in C:Usersadminpprofpprof.samples.cpu.001.pb.gz
Type: cpu
Time: Oct 12, 2020 at 11:40pm (CST)
Duration: 1mins, Total samples = 13.53s (22.50%)
Entering interactive mode (type "help" for commands, "o" for options)
(pprof)
top命令
输入命令 top 10 查看对应资源开销 （例如 cpu就是执行耗时/开销 Memory 就是内存占用大小）排名前十的函数
(pprof) top 10
Showing nodes accounting for 10.82s, 79.97% of 13.53s total
Dropped 64 nodes (cum <= 0.07s)
Showing top 10 nodes out of 61
flat flat% sum% cum cum%
7.50s 55.43% 55.43% 7.56s 55.88% runtime.stdcall1
1.88s 13.90% 69.33% 1.90s 14.04% runtime.cgocall
0.31s 2.29% 71.62% 2.25s 16.63% runtime.timerproc
0.26s 1.92% 73.54% 0.26s 1.92% runtime.(*mcache).prepareForSweep
0.20s 1.48% 75.02% 0.53s 3.92% runtime.acquirep
0.18s 1.33% 76.35% 0.18s 1.33% runtime.casgstatus
0.15s 1.11% 77.46% 1.18s 8.72% runtime.exitsyscall
0.12s 0.89% 78.34% 0.52s 3.84% runtime.goroutineReady
0.11s 0.81% 79.16% 8.79s 64.97% runtime.systemstack
0.11s 0.81% 79.97% 0.11s 0.81% runtime.unlock
- flat：当前函数上运行耗时
- flat%：函数自身占用的 CPU 运行耗时总比例
- sum%：函数自身累积使用 CPU 总比例
- cum：当前函数及其调用函数的运行总耗时
- cum%：函数自身及其调用函数占 CPU 运行耗时总比例
- 最后一列为函数名称
大多数情况下，我们可以得出一个应用程序的运行情况，知道当前是什么函数，正在做什么事情，占用了多少资源等。
Heap Profiling
PS C:Usersadmin> go tool pprof http://localhost:6060/debug/pprof/heap
Fetching profile over HTTP from http://localhost:6060/debug/pprof/heap
Saved profile in C:Usersadminpprofpprof.alloc_objects.alloc_space.inuse_objects.inuse_space.001.pb.gz
Type: inuse_space
Time: Oct 12, 2020 at 11:50pm (CST)
No samples were found with the default sample value type.
Try "sample_index" command to analyze different sample values.
Entering interactive mode (type "help" for commands, "o" for options)
(pprof)
这个命令能够很快的拉取到结果。不需要采样等待， 需要注意的是 Type 这个选项默认是 inuse_space，实际上，它可以对多种内存情况进行分析。常见的有：
inuse_space 分析应用常驻内存的占用情况
PS C:Usersadmin> go tool pprof -inuse_space http://localhost:6060/debug/pprof/heap
Fetching profile over HTTP from http://localhost:6060/debug/pprof/heap
Saved profile in C:Usersadminpprofpprof.alloc_objects.alloc_space.inuse_objects.inuse_space.002.pb.gz
Type: inuse_space
Time: Oct 12, 2020 at 11:52pm (CST)
Entering interactive mode (type "help" for commands, "o" for options)
(pprof) top
Showing nodes accounting for 3.38MB, 100% of 3.38MB total
flat flat% sum% cum cum%
2.38MB 70.40% 70.40% 2.38MB 70.40% main.Add
1MB 29.60% 100% 3.38MB 100% main.main.func1
alloc_objects 分析应用程序的内存临时分配情况
PS C:Usersadmin> go tool pprof -alloc_objects http://localhost:6060/debug/pprof/heap
Fetching profile over HTTP from http://localhost:6060/debug/pprof/heap
Saved profile in C:Usersadminpprofpprof.alloc_objects.alloc_space.inuse_objects.inuse_space.003.pb.gz
Type: alloc_objects
Time: Oct 12, 2020 at 11:53pm (CST)
Entering interactive mode (type "help" for commands, "o" for options)
(pprof) top
Showing nodes accounting for 98305, 100% of 98312 total
Dropped 14 nodes (cum <= 491)
flat flat% sum% cum cum%
98305 100% 100% 98311 100% main.main.func1
(pprof)
另外还有 inuse_objects 和 alloc_space 类别，分别对应查看每个函数的对象数量和分配的内存空间大小。
Goroutine Profiling
PS C:Usersadmin> go tool pprof http://localhost:6060/debug/pprof/goroutine
Fetching profile over HTTP from http://localhost:6060/debug/pprof/goroutine
Saved profile in C:Usersadminpprofpprof.goroutine.001.pb.gz
Type: goroutine
Time: Oct 13, 2020 at 12:15am (CST)
Entering interactive mode (type "help" for commands, "o" for options)
(pprof)
在查看goroutine 时可以使用traces命令，这个命令会打印出对应的所有调用栈，以及指标信息，通过这个命令我们可以很方便的查看整改调用链路有什么，分别在哪里使用了多岁个goroutine,并且通过分析可以知道谁才是真正的调用方，输出结果如下：
(pprof) traces
Type: goroutine
Time: Oct 13, 2020 at 12:15am (CST)
-----------+-------------------------------------------------------
1 runtime.cgocall
syscall.Syscall9
syscall.WSARecv
internal/poll.(*FD).Read.func1
internal/poll.(*ioSrv).ExecIO
internal/poll.(*FD).Read
net.(*netFD).Read
net.(*conn).Read
net/http.(*connReader).backgroundRead
-----------+-------------------------------------------------------
1 runtime.gopark
runtime.netpollblock
internal/poll.runtime_pollWait
internal/poll.(*pollDesc).wait
internal/poll.(*ioSrv).ExecIO
internal/poll.(*FD).acceptOne
internal/poll.(*FD).Accept
net.(*netFD).accept
net.(*TCPListener).accept
net.(*TCPListener).Accept
net/http.(*Server).Serve
net/http.(*Server).ListenAndServe
net/http.ListenAndServe
main.main
runtime.main
-----------+-------------------------------------------------------
1 runtime.gopark
runtime.goparkunlock
time.Sleep
main.main.func1
-----------+-------------------------------------------------------
1 runtime/pprof.writeRuntimeProfile
runtime/pprof.writeGoroutine
runtime/pprof.(*Profile).WriteTo
net/http/pprof.handler.ServeHTTP
net/http/pprof.Index
net/http.HandlerFunc.ServeHTTP
net/http.(*ServeMux).ServeHTTP
net/http.serverHandler.ServeHTTP
net/http.(*conn).serve
-----------+-------------------------------------------------------
(pprof)
调用栈上的展示是自下而上的，也就是说 runtime.main方法调用了 main.main方法，而main.main方法又调用了 net/http.ListenAndServe 方法，排查起来比较方便。
每个调用栈信息都是用 ------- 分割，函数方法前面的是指标数据，例如，Gorutine Profiling 展示的是该方法占用的 goroutine的数量，而Heap Profiling 展示 的是占用内存大小。如图
PS C:Usersadmin> go tool pprof http://localhost:6060/debug/pprof/heap
Fetching profile over HTTP from http://localhost:6060/debug/pprof/heap
Saved profile in C:Usersadminpprofpprof.alloc_objects.alloc_space.inuse_objects.inuse_space.005.pb.gz
Type: inuse_space
Time: Oct 13, 2020 at 12:24am (CST)
No samples were found with the default sample value type.
Try "sample_index" command to analyze different sample values.
Entering interactive mode (type "help" for commands, "o" for options)
(pprof) traces
Type: inuse_space
Time: Oct 13, 2020 at 12:24am (CST)
-----------+-------------------------------------------------------
bytes: 304kB
678.95kB main.Add
main.main.func1
-----------+-------------------------------------------------------
bytes: 192kB
0 main.Add
main.main.func1
-----------+-------------------------------------------------------
(pprof)
实际上，PProf中的所有功能都会根据 Profile的不同类型展示不同的对应结果
Mutex Profiling
一般来说，在调用 chan （通道）、sync.Mutex （同步锁）或者 time.Sleep() 时会造成阻塞，下面看个例子：
func init() {
runtime.SetMutexProfileFraction(1)
}
func main() {
var m sync.Mutex
var datas = make(map[int]struct{})
for i:=0;i<999;i++ {
go func(i int) {
m.Lock()
defer m.Unlock()
datas[i] = struct{}{}
}(i)
}
_ = http.ListenAndServe(":6060",nil)
}
需要特别注意的是 runtime.SetMutexProfileFraction(1) 语句，如果未来希望对互斥锁进行采集，则需要调用该方法设置采集频率，如果没有设置，或者设置数值小于0，则不进行采集
接下里调用 go tool pprof 进行分析：
PS C:Usersadmin> go tool pprof http://localhost:6060/debug/pprof/mutex
Fetching profile over HTTP from http://localhost:6060/debug/pprof/mutex
Saved profile in C:Usersadminpprofpprof.contentions.delay.001.pb.gz
Type: delay
Time: Oct 13, 2020 at 12:31am (CST)
Entering interactive mode (type "help" for commands, "o" for options)
(pprof)
调用 top 命令，查看互斥锁排名
(pprof) top
Showing nodes accounting for 149.51us, 100% of 149.51us total
flat flat% sum% cum cum%
149.51us 100% 100% 149.51us 100% sync.(*Mutex).Unlock
0 0% 100% 149.51us 100% main.main.func1
(pprof)
调用 list命令 查看指定函数的代码情况 （包含特定的指标信息，如耗时）若函数名不明确，则默认对该函数名进行模糊匹配：
(pprof) list main
Total: 149.51us
ROUTINE ======================== main.main.func1 in D:gorootprojects_practicego-learnpprofmain.go
0 149.51us (flat, cum) 100% of Total
. . 16: for i:=0;i<999;i++ {
. . 17: go func(i int) {
. . 18: m.Lock()
. . 19: defer m.Unlock()
. . 20: datas[i] = struct{}{}
. 149.51us 21: }(i)
. . 22: }
. . 23: _ = http.ListenAndServe(":6060",nil)
. . 24:}
(pprof)
从输出分析中可以看到引起互斥锁函数，以及锁开销的位置。
Block Profiling
与 Mutex 的 runtime.SetMutexProfileFraction 语句类似，Block也需要调用 runtime.SetBlockProfileRate 语句进行设置，如果没有设置，或者设置数值小于0，则不进行采集
func init() {
runtime.SetMutexProfileFraction(1)
runtime.SetBlockProfileRate(1)
}
调用 top 命令，查看阻塞情况排名：
PS C:Usersadmin> go tool pprof http://localhost:6060/debug/pprof/block
Fetching profile over HTTP from http://localhost:6060/debug/pprof/block
Saved profile in C:Usersadminpprofpprof.contentions.delay.004.pb.gz
Type: delay
Time: Oct 13, 2020 at 12:35am (CST)
Entering interactive mode (type "help" for commands, "o" for options)
(pprof) top
Showing nodes accounting for 83.75us, 100% of 83.75us total
flat flat% sum% cum cum%
83.75us 100% 100% 83.75us 100% sync.(*Cond).Wait
0 0% 100% 83.75us 100% net/http.(*conn).serve
0 0% 100% 83.75us 100% net/http.(*connReader).abortPendingRead
0 0% 100% 83.75us 100% net/http.(*response).finishRequest
(pprof)
也可以用 list 命令查看具体阻塞情况。调用方式和 Mutex Profiling 一样
