高性能Go优化| 青训营笔记

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这是我参与「第五届青训营 」伴学笔记创作活动的第 4天

今天的内容有些高深,对于初学者的我只能记录一些概念做和想法。

为什么要优化

  • 它可以充分发掘计算机算力,节约硬件成本。
  • 在用户体验方面给用户带来用户体验的提升比如在购物抢购时系统不会崩溃,刷视频可以更流畅
  • 资源高效利用:降低成本,提高效率一,让内存空间利用最大化。

从哪些方向优化

业务层优化

  • 针对特定场景,具体问题,具体分析
  • 容易获得较大性能收益

语言运行时优化

  • 解决更通用的性能问题
  • 考虑更多场景
  • Tradeoffs

数据驱动

  • 自动化性能分析工具——pprof
  • 依靠数据而非猜测
  • 首先优化最大瓶颈

内存管理优化

自动内存管理

程序在运行时根据需求动态分配的内存:

  • 例如c语言中的malloc (),C++的new ,delete,对内存进行申请和释放的动态化管理

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
  • 保证内存使用的正确性和安全性: double -free problem, use after-free problem

自动内存管理-相关概念

  • Mutator:业务线程,分配新对象,修改对象指向关系
  • Collector: GC线程,找到存活对象,回收死亡对象的内存空间
  • Serial GC:只有一个collector
  • Parallel GC:支持多个collectors同时回收的GC算法
  • Concurrent GC: mutator(s)和collector(s) 可以同时执行

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
  • 标记:找到可达对象
  • 清理:所有不可达对象
  • 根据对象的生命周期,使用不同的标记和清理策略

Go内存管理机制

内存分配

分块
  • 目标:为对象在heap.上分配内存
  • 提前将内存分块
  • 调用系统调用mmap()向OS申请一大块内存, 例如4 MB
    
  • 先将内存划分成大块,例如8 KB,称作mspan
    
  • 再将大块继续划分成特定大小的小块,用于对象分配
    
  • noscan mspan:分配不包含指针的对象——GC不需要扫描
    
  • scan mspan:分配包含指针的对象——GC需要扫描
    
  • 对象分配:根据对象的大小,选择最合适的块返回
    
缓存
Go对象分配的性能问题
  • 分配路径过长
  • 小对象居多
Balanced GC
  • 指针碰撞风格的对象分配
  • 实现了copying GC
  • 性能收益