这是我参与「第五届青训营 」伴学笔记创作活动的第 7 天

Day7

Go编译器优化

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简介

• 为什么做编译器优化

  • 用户无感知，重新编译即可获得性能收益
  • 是通用性优化

• 现状

  • 采用的优化少
  • 编译时间短，没有进行较复杂的代码分析和优化

• 编译优化的思路

  • 场景：面向后端长期执行任务
  • tradeoff：用编译时间换取更高效的机器码

• Beast mode

  • 函数内联
  • 逃逸分析
  • 默认栈大小调整
  • 边界检查消除
  • 循环展开，等

函数内联(inlining)

• 内联

  将被调用函数的函数体(callee)的副本替换到调用位置上，同时重写代码以反应参数的绑定

• 优点

  • 消除函数调用开销，例如传递参数、保存寄存器等
  • 将过程间分析转化为过程内分析，帮助其他优化，例如逃逸分析

• 缺点

  • 函数体变大，instruction cache(icache，指令cache)不友好
  • 编译生成的Go镜像变大

• 函数内联在大多数情况下是正向优化

Beast mode

• Go函数内联受到的限制较多

  • 语言特性，例如interface、defer等，限制了函数内联
  • 内联策略非常保守

• Beast mode：调整函数内联的策略，使更多函数被内联

• 开销

  • Go镜像增加~10%
  • 编译时间增加

逃逸分析

• 逃逸分析

  分析代码中指针的动态作用域——指针在何处可以被访问

• 大致思路

  • 从对象分配处出发，沿着控制流，观察对象的数据流

  • 若发现指针p在当前作用域s：

    • 作为参数传递给其他函数
    • 传递给全局变量
    • 传递给其他的goroutine
    • 传递给已逃逸的指针指向的对象

  • 则指针p指向的对象逃逸出s，反之则没有

• Beast mode

  函数内联扩展了函数边界，更多对象不逃逸

• 优化：未逃逸的对象可以在栈上分配

  • 对象在栈上分配和回收很快：移动sp
  • 减少在heap上的分配，降低GC负担