Go编辑器优化|青训营笔记12

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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 12天。

前言 本文包括以下内容:

  • Go编辑器优化
  • Beast mode
  • 函数内联
  • 逃逸分析
  • 通过micro-benchmark快速验证性能优化
  • 性能收益

Go编辑器优化

  • 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
    • 通用性优化
  • 现状
    • 采用的优化少
    • 编译时间较短,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
    • ......

函数内联

  • 内联:将被调用函数的函数体(callee)的副本替换到调用位置(caller). 上,同时重写代码以反映参数的绑定
  • 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
  • 函数内联能多大程度影响性能
    • 使用micro-benchmark验证一下~
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实验结果如下:

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函数内联后,性能数据提升4.58倍。

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

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
    • 降低函数调用的开销
    • 增加了其他优化的机会:逃逸分析
  • 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,反之则没有逃逸出S
  • Beast mode:函数内联拓展了函数边界,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
  • Beast Mode性能收益

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