Go语言性能优化|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 6 天
主题:性能优化

1.简介

性能优化的前提:满足质量可靠、简洁清晰等质量因素。
性能优化是综合评估,有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。

2.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。
命令:go test -bench=. -benchmem
在线文档:Add a test - The Go Programming Language

结果说明

image.png

3.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。
slice结构:
image.png
切片本身是一个数组片段的描述,包括数组指针、片段长度、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。

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。
在原切片较大,代码在原切片基础上新建小切片的场景下,原底层数组在内存中有引用,得不到释放。可考虑使用copy代替re-slice。

4.Map

与slice相似,在初始化时提供容量大小来预分配内存的性能要比不给出容量大小的性能好很多。

map预分配内存

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。

5.字符串处理

使用strings.Builder

使用 + 拼接性能最差,strings.Builder,bytes.Buffer相近,strings.Builder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。
strings.Builder,bytes.Buffer相近,strings.Builder更快的原因:
bytes.Buffer转化为字符串时重新申请了一块空间。
strings.Builder直接将底层的[]byte转换成了字符串类型。

6.空结构体

使用空结构体可以节省内存,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,节省资源且空结构体本身具备很强的语义,即不需要任何值仅作为占位符。

7.atomic包

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{}

8.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。