高质量编程与性能调优(二)|zo的笔记|青训营笔记

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这是我参与「第五届青训营 」笔记创作活动的第3天。注:笔记大部分图片内容及代码段为青训营课程视频提供,仅交流,不得做个人使用

一、本节主要内容

常用Go语言程序优化手段

二、本节详细内容

性能优化建议

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
 性能优化是综合评估,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 

性能优化建议-Benchmark

  • 如何使用
性能表现需要实际数据衡量
Go语言提供了支持基准性能测试的benchmark工具
go test -bench=. -benchmem

image.png

image.png

性能优化建议-Slice

  • Slice预分配内存

尽可能在使用make()初始化切片时提供容量信息

image.png

image.png 预先分配的分配次数为1次,速度为三倍

切片本质是一个数组片段的描述
包括数组指针
·片段的长度
·片段的容量(不改变内存分配情况下的最大长度)
切片操作并不复制切片指向的元素
创建一个新的切片会复用原来切片的底层数组

image.png image.png ueokande.github.Io/go-slice-tr…

  • 另一个陷阱: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
场景
·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

两种创建方式 image.png

构建测试性能函数 image.png go test -run=. -v image.png 内存消耗相差很大

性能优化建议-map

  • map预分配内存

image.png 性能优化明显: image.png 分析

·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

性能优化建议-字符串处理

常见的字符串拼接方式: +号 | strings.Builder | bytes.Bufer

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image.png 使用+拼接性能最差,strings.Builder,bytes.Buffer相近,strings.Buffer更快

  • 分析
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
  • builder和buffer的区别?

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bytes.Buffer转化重新申请了一块空间
strings.Builder直接将底层[]byte转换成了字符串类型返回

知道字符串长度,可以预分配的场景下,可以进一步优化性能 Grow方法类似于slice和map的初始化计算 image.png

image.png

性能优化建议-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

image.png 空结构体map和bool map需求内存差异 image.png

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,而不需要值
即使是将map的值设置为bool类型,也会多占据1个字节空间

一个开源实现例子: github.com/deckarep/go…

性能优化建议-atomic包

在多线程任务场景下 atomic加锁与mutex加锁的性能区别 image.png

image.png

  • 分析
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{}

小结

避免常见的性能陷阱可以保证大部分程序的性能
普通应用代码,不要一味地追求程序的性能
越高级的性能优化手段越容易出现问题
在满足正确可靠、简洁清晰的质量要求的前提下提高程序性能