这是我参与「第五届青训营 」伴学笔记创作活动的第 3 天
一、本堂课重点内容
- 如何编写更简洁清晰的代码
- 常用Go语言程序优化手段
- 熟悉Go程序性能分析工具
- 了解工程中性能优化的原则和流程
二、详细知识点介绍
1.高质量编程
1.1简介
高质量是编写的代码能够达到正确可靠、简洁清晰的目标可称之为高质量代码，保证简单、可读、生产力的编程原则。
- 各种边界条件是否考虑完备
- 异常情况处理，稳定性保证
- 易读易维护
1.2编码规范
编写高质量Go语言代码是应当注意代码格式、注释、命名规范、控制流程、错误和异常处理。
1.2.1编码规范-注释
我们所做的注释应该解释代码作用(注释公共符号)、代码如何做、代码实现的原因(解释代码的外部因素、联系上下文)、代码什么情况会出错(解释代码的限制条件)。注意：公共符号始终要注释。
1.2.2编码规范-命名规范
- 简洁胜于冗长
- 缩略词全大写，当其位于变量开题且不需要导出时，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
1.2.3编程规范-控制流程
- 避免嵌套，保持正常流程清晰
- 尽量保持正常代码路径为最小缩进
1.2.4编程规范-错误和异常处理
简单错误：简单的错误指的时仅仅出现一次的错误，且在其他地方不需要捕获该错误，优先使用errors.New来创建匿名变量来直接表示简单错误，如有格式化需求使用fmt.Errorf。
错误的Wrap和Unwrap：判断每一层的调用都可以补充错误上文信息方面排查问题，错误的Wrap实际上是提供了一个error嵌套另一个error的能力，从而生成一个error的跟踪链，在fmt.Errorf中使用：%w关键字来将一个错误关联至错误链中。
错误判定：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，调用函数不包含recover会造成程序崩溃，若问题可以被屏蔽或解决，建议使用error代替panic，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，defer的语句是后进先出，可以在recover后再log记录当前的调用栈，更好找到问题原因。
2.性能调优
2.1简介
- 性能优化的前提是满足正确可靠、简洁清晰等质量因素
- 性能是综合评估，有时候时间效率和空间效率可能对立
- 针对Go语言特性，介绍Go相关的性能优化建议
2.2Benchmark
Go语言提供了支持基准测试的benchmark工具来实际衡量。
go test -bench=. -benchmen
2.3Slice
slice预分配内存，尽可能使用make()初始化切片时提供容量信息。而且切片本质是一个数组片段的描述，存在一个陷阱：大内存未释放，在已有切片基础上创建切片，不会创建新的底层数组，使用再原切片较大，代码在原切片基础上新建小切片，原底层数组在内存中有引用，得不到释放，可使用copy替代re-slice.
2.4Map
map与分配内存，不断向map中添加元素的操作会触发map的扩容，提前分配好空间可以减少内存拷贝和Rehash的消耗，建议根据实际需求提前预估好需要的空间。
2.5字符串处理
使用strings.Builder实现字符串拼接方式更快，因为字符串在Go语言中是不可变类型，占用内存大小是固定的，使用+每次都会重新分配内存，strings.Builder，bytes.Buffer底层都是[]byte数组，内存扩容策略，不需要每次拼接重新分配内存。
2.6空结构体
使用空结构体节省内存：空结构体struct{}实例不占据任何的内存空间，可作为各种场景下的占位符使用，节省资源，空结构体本身具备很强的语义，即这里不需要任何值，仅作为占位符。实现Set，可以考虑用map来代替，对于这个场景，只需要用到map的键，而不需呀值，即使是将map的值设置为bool类型，也会占据1个字节空间。
2.7atomic包
添加atomic包比加Lock锁的性能高，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，效率比锁高，sync.Mutex应该用来保护一段逻辑，不仅仅用于保护一个变量，对于非数值操作，可以使用atomic.Value，能承载一个interface{}
3.性能调优实战
3.1简介：
性能调优原则为：要依靠数据而不是猜测，要定位最大瓶颈而不是细枝末节，不要过早、过度优化。
3.2性能分析工具pprof
Go语言提供了pprof性能分析工具，是可用于可视化和分析性能分析数据的工具。
pprof功能简介：
在运行过程中多看标注星号的内容，这样更加深刻。
3.3性能分析工具pprof-采样过程和原理
对CPU而言，采样的对象是函数调用和它们占用 的时间，采用率为100次/秒为固定值，采样为手动启动到手动结束。
操作系统会每10ms向进程发送一次SIGOROF信号，进程中每次接收到SIGPROF会记录调用堆栈，在写缓冲时每100ms读取已经记录的调用栈并写入输出流。
Heap-堆内存采用通过内存分配器在堆上分配和释放的内存，记录分配/释放的大小和数量。
Goroutine-协程：记录所有用户发起其在运行中的goroutine(即入口非runtime开头的)runtime.main的调用栈信息。
ThreadCreate：记录程序创建的所有系统线程的信息。
阻塞操作：采样阻塞操作的次数和耗时，阻塞耗时超过阈值的才会被记录，1为每次阻塞记录。
锁竞争：采样争抢锁的次数和耗时，只记录固定比例的锁操作，1为每次加锁均记录。
3.4性能调优案例
介绍实际业务服务性能优化的案例，对逻辑相对复杂的程序如何性能调优。
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3.4.1业务服务优化
基本概念：服务时能单独部署，承载一定功能的程序，接口互相依赖响应，能支持一个接口请求相关服务集合及其相互之间的依赖关系，基础库包括公共的工具包和中间件。流程为：建立服务性能评估手段(服务性能评估、请求流量构造、压测范围、性能数据采集)、分析性能数据，定位性能瓶颈(使用库不规范、高并发场景优化不足)、重点优化项改造(正确性是基础、响应数据diff)、优化效果验证(重复压测验证、上线评估优化效果)。进一步优化，服务整体链路分析
3.4.2基础库优化
AB实验SDK的优化：分析基础库核心逻辑和性能瓶颈，内部压测验证和推广业务服务落地验证。
3.4.3Go语言优化
编译器&运行时优化：优化内存分配策略，优化代码编译流程，生成更高效的程序，内部压测杨正，推广业务服务落地验证，优点是接入简单，只需要调整配置，通用性强。
三、课后个人总结
在写代码是一定养成写注释的习惯，好的命名可以降低阅读理解代码的成本，表达出代码为表达出的上下文信息，在做程序时要学会避免一些常见的性能陷阱，对于普通应用代码，不要一味地追求程序的性能，在满足正确可靠的基础上再提高程序性能 ，了解了pprof性能分析工具，开展的pprof排查实战让我更加了解性能调优带来的直观数据变化，在调优是依靠数据而不是猜测很重要。这些知识点都是我第一次学，在理解上是不太容易，但是相信自己会继续保持学习的上进心，加油！
四、引用
[字节内部课-性能调优实战案例] juejin.cn/course/byte…
