[Go编译器优化|青训营笔记]

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  • 为什么要做编译器优化
    • 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
    • ……

本文由三部分讲述Go性能优化建议, 分别是函数内联、Beast Mode、逃逸分析

First.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 (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
  • 缺点
    • 函数体变大,Instructioin cache (icache) 不友好
    • 编译生成的Go镜像变大
  • 函数内联能多大程度影响性能?—— 使用 micro-benchmark 验证
  • 函数内联大多数情况下是正向优化
  • 内敛策略
    • 调用和被调用函数的规模

Second.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

Third.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