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

本堂课的知识点有哪些？

高性能Go语言发行版优化和落地实践

• 优化

  • 内存管理优化
  • 编译器优化

• 背景

  • 自动内存管理和Go内存管理机制
  • 编译器优化的基本问题和思路

二、详细知识点介绍

本堂课介绍了哪些知识点？

追求极致性能

• 性能优化是什么?

  • 提升软件系统处理能力，减少不必要的消耗，充分发掘计算机算力

• 为什么要做性能优化？

  • 用户体验：带来用户体验的提升
  • 资源高效利用：降低成本，提高效率

性能优化的层面

• 业务代码

  • 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

• SDK

• 基础库

• 语言运行时

  • 语言运行时优化

  • 数据驱动

优化是什么？

1. 提升软件系统处理能力，减少不必要的消耗，充分发掘计算机算力

二、为什么优化？

1. 用户体验：带来用户体验的提升
2. 资源高效利用：降低成本，提高效

三、优化点在哪？

1. 业务层

   1. 针对特定场景，具体问题，具体分析
   2. 容易获得较大性能收益

2. 内存管理

   1. GC垃圾回收优化

      1. 需要保证安全性和正确性的前提下才能优化

      2. 评价标注：安全性，吞吐率，暂停时间，内存开销

      3. 追踪垃圾回收

         1. 清理不可达对象，三种方式：

            1. 将存活对象复制到另外的内存空间 (Copying GC)
            2. 将死亡对象的内存标记为“可分配“ (Mark-sweep GC)
            3. 移动并整理存活对象 (Mark-compact GC)

         2. 分代假说

      4. 引用计数

         1. 清理引用数为0的对象
            1. 优点
               1. 内存管理的操作被平摊到程序执行过程中
               2. 内存管理不需要了解 runtime 的实现细节
            2. 缺点
               1. 维护引用计数的开销较大：通过原子操作保证对引用计数操作的原子性和可见性
               2. 无法回收环形数据结构
               3. 内存开销：每个对象都引入的额外内存空间存储引用数目
               4. 回收内存时依然可能引发暂停

   2. 内存分配优化

      1. 原生分配机制
      2. 问题分析

   3. 优化方案：Balanced GC

      1. 使用三个指针base, end, top 维护 GAB:
      2. GAB 对于 Go 内存管理来说是一个对象 • 本质：将多个小对象的分配合并成一次对象的分配 • 新的问题：GAB 的对象分配方式会导致内存被延迟释放 • 方案：用 copying GC 移动 GAB 中存活的对象

• 本节课主要介绍了一个性能分析工具 —— pprof

主要可以分为：CPU、堆内存、协程、锁、阻塞、线程创建方面的优化，pprof提供了很方便的工具可以帮助我们定位错误。在线会生成 .dot 图像，可以下载 Graphviz 进行图像的查看。