性能优化指南 | 青训营笔记

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性能优化建议

性能优化的前提是代码的正确可靠,简洁等根本的质量因素

性能优化需要综合考量时间复杂度和空间复杂度

使用Benchmark进行性能测试

go test -bench=. -benchmem

//fib.go
package main
func Fib(n int) int {
   if n < 2 {
      return n
   }
   return Fib(n-1) + Fib(n-2)
}
//fib_test.go
package main

import "testing"

func BenchmarkFib10(b *testing.B) {
   for n := 0; n < b.N; n++ {
      Fib(10)
   }
}

image.png

Slice性能优化建议

尽可能在使用make()初始化切片时提供容量信息

左边为没有预制大小,右边是初始化了大小

image.png

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明显初始化大小后会提升效率

切片本质是一个数组片段的描述

包括数组指针

片段的长度

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,如果容量不够会先扩容,再添加,这样的操作是需要消耗时间的

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在已有切片基础上创建切片,不会创建新的底层数组

场景:

(1)原切片较大,代码在原切片基础上新建小切片;

(2)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

Map性能优化建议

和Slice类似,最好先预分配内存,提前分配好空间可以减少内存拷贝和 Rehash的消耗,不断向map中添加元素的操作会触发map的扩容

字符串处理性能优化

使用strings.Builder进行字符串拼接可以提升性能

使用+拼接性能最差,strings.Builder,bytes.Buffer相近,strings.Builder更快

左为+,右为使用strings.Builder

image.png

以下为bytes.Buffer

image.png

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性能差异原因:

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

bytes.Buffer转化为字符串时重新申请了一块空间,而strings.Builder直接将底层的[]byte转换成了字符串类型返回

如果知道字符串大小,最好预分配内存,这样的效率最优,原理和Slice差不多

空结构体的使用

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

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

比如:

image.png

测试性能结果如下:

image.png

使用空结构体节省内存

实现Set,可以考虑用map 来代替,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,也会多占据1个字节空间

atomic包的使用处理线程问题

左为使用atomic包处理线程问题,右为使用加锁的方式,也就是我们之前经常用到的方式

image.png

对比性能: image.png

使用atomic包可以提升性能

原因分析:

锁的实现是通过操作系统来实现,成本较高,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,不要一味地追求程序的性能

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。