Go语言常见性能优化

魈仔
77 阅读3分钟

>简介

性能优化的前提是满足正确可靠、简洁清晰等质量要求
性能优化是综合评估，有时空间效率和时间效率可能对立
针对Go语言特性，介绍Go相关的性能优化建议

1.3.1 性能优化建议-Benchmark

>使用 go test -bench=. -benchmen

image.png

1.3.2 性能优化建议-Slice

>slice 预分配内存

尽可能使用make()初始化切片时提供容量信息

data := make([]int, 0)  // bad
data := make([]int, 0, size) // good

![图片转存失败，建议将图片保存下来直接上传
    切片本质是一个数组片段的描述<br />包括数组指针<br />片段长度<br />片段容量（不改变内存分配情况下的最大长度）<br />切片操作并不复制切片指向的元素<br />创建一个新的切片会复用原来切片的底层数组<br /> image.png(https://cdn.nlark.com/yuque/0/2023/png/25436094/1684157765195-2a997fc8-6993-485f-9061-e9d67518e5ac.png#averageHue=%23f4f0e6&clientId=uf8f1fa62-6036-4&from=paste&height=169&id=ufb1723a3&originHeight=169&originWidth=370&originalType=binary&ratio=1&rotation=0&showTitle=false&size=47212&status=done&style=none&taskId=u77d809fd-db75-40bb-a972-cabae35b5c8&title=&width=370)

]()

>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

func GetLastBySlice(origin []int) []int {
    return origin[len(origin)-2:]
}

func GetLastBySlice(origin []int) []int{
    result := make([]int, 2)
    copy(result, origin[len(origin)-2:])
    return result
}

1.3.3 性能优化建议-Map

>map 预分配内存

data := make(map[int]int)  // bad
data := make(map[int[int, size)  // good

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

1.3.4 性能优化建议-字符串处理

>使用strings.Builder

常见的字符串拼接方式

s += str // bad
builder.WriterString(str) // best-good
buf.WriterString(str) // little-good

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
image.png
image.png
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返回

1.3.5 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
如 m := make(map[int]struct{})

实现Set，可以考虑用map来替代
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，也会多占用1个字节空间

1.3.6 性能优化建议-atomic包

>如何使用atomic包

image.png
image.png

1.3.6 性能优化建议-atomic包

>使用atomic包

锁的实现是通过操作系统来实现的，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

避免常见性能陷阱即可
不要一味追求性能
越高级优化越容易出问题
在满足简洁清晰，正确可靠的前提下提高程序性能

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