这是我参与「第五届青训营」伴学笔记创作活动的第 4 天
一、本堂课重点内容
本节课程主要分为四个方面：
- Go 语言编码规范
- Go 语言性能优化建议
- 性能分析工具 pprof 的使用
- 性能调优实际案例
这篇文章主要介绍后两个方面，即性能分析工具 pprof 的使用和性能调优案例。
二、详细知识点介绍
1. 性能调优原则
- 要依靠数据而不是猜测。
- 要定位最大瓶颈而不是细枝末节。
- 不要过早优化。
- 不要过度优化。
2. 性能分析工具 pprof
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功能简介
- 工具：
runtime/pprof,net/http/pprof - 采样：可以采样程序运行时的CPU、堆内存、goroutine、锁竞争等的使用数据。
- 展示：可以通过列表、火焰图、反汇编等视图去展示收集到的性能指标，方便分析。
- 分析：网页、可视化终端。
- 工具：
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排查实战
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运行代码后在浏览器中打开http://localhost:6060/debug/pprof/，可以看到程序运行采样数据和简单说明。
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CPU问题排查
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命令：
go tool pprof -http=:8080 "http://localhost:6060/debug/pprof/cpu" -
使用
go tool pprof + 采样链接来启动采样，并下载采样信息的profile文件。-
eg.
go tool pprof "http://localhost:6060/debug/pprof/profile?seconds=10" -
输入
top命令，展示出CPU占用最高的函数，参数的意义如下：flat==cum，证明函数中没有调用其他函数；flat==0，证明函数中只有其他函数的调用。
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输入
list xxx命令，根据指定的正则表达式查找代码行，并给出这段代码消耗的时间。 -
输入
web命令，生成调用关系图，并会显示每个节点的资源占用。
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堆内存问题排查
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命令：
go tool pprof -http=:8080 "http://localhost:6060/debug/pprof/heap" -
SAMPLE之中的四个选项：
- inuse_space（默认）：程序当前占用的内存大小。
- alloc_space：程序累积申请的内存大小。
- inuse_objects：程序当前持有对象数。
- alloc_objects：程序累积申请的对象数。
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协程问题排查
- 命令：
go tool pprof -http=:8080 "http://localhost:6060/debug/pprof/goroutine" - 火焰图由上到下表示调用顺序，每一块代表一个函数，越长代表占用CPU时间越长，支持点击块进行分析。
- 命令：
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锁问题排查
- 命令：
go tool pprof -http=:8080 "http://localhost:6060/debug/pprof/mutex"
- 命令：
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阻塞问题排查
- 命令：
go tool pprof -http=:8080 "http://localhost:6060/debug/pprof/block"
- 命令：
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采样过程及原理
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CPU采样
- 采样对象：函数调用和它们占用的时间。
- 采样率：100次/秒，固定值。
- 采样时间：从手动启动到手动结束。
- 过程：开始采样 -> 设定信号处理函数 -> 开启定时器。
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堆内存采样
- 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。
- 采样率：每分配512KB记录一次。
- 采样时间：从程序运行开始到采样时。
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协程和线程采样
- 记录用户发起且在运行中的协程的
runtime.main的调用栈信息。 - 记录程序创建的所有系统线程的信息。
- 记录用户发起且在运行中的协程的
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阻塞采样
- 采样阻塞操作的次数和耗时。
- 采样率：阻塞耗时超过阈值的才会被记录。
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锁竞争
- 采样争抢锁的次数和耗时。
- 采样率：只记录固定比例的锁操作。
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三、实践练习例子 - 性能调优案例
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业务服务优化
- 建立服务性能评估手段
- 分析性能数据并定位瓶颈
- 重点优化项改造
- 优化效果验证
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基础库优化
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分析基础库的核心逻辑和性能瓶颈
- 设计完善改造方案
- 数据按需获取
- 数据序列化协议优化
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内部压测验证
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推广业务服务落地验证
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Go语言优化
- 优化内存分配策略
- 优化代码编译流程，生成更高效的程序
- 内部压测验证
- 推广业务服务落地验证
