Go语言性能调优 | 豆包MarsCode AI刷题

01、高质量编程

1.1、什么是高质量编程

简单性：

• 消除多余的复杂性吗，以简单清晰的逻辑编写代码
• 不理解的代码无法修复改进

可读性：

• 代码是给人看的，不是给机器看的
• 编写可维护代码的第一步是确保代码可读

生产力：

• 团队整体工作效率非常重要

1.2、编码规范

• 代码格式
• 注释
  • 注释应该解释代码的作用
  • 注释应该解释代码如何做的
  • 注释应该解释代码实现的原因
  • 注释应该解释代码什么情况会出错
• 命名规范
  • variable
    • 简洁胜于冗长
    • 缩略词全大写，但是当其位于变量开头且不需要导出的时候，使用小写
    • 变量距离其被使用的地方越远，则需要携带越多的上下文信息
  • function：
    • 函数名不携带包名的上下文信息，且尽量简短。
    • 当名为foo的包的某个函数返回类型是Foo的时候，可以省略类型信息而不导致歧义。
    • 当名为foo的包的某个函数返回类型是T,T不是Foo,可以在函数名中加入类型信息。
  • package：
    • 只用小写字母组成，简短且包含一定上下文信息
    • 不要与标准库同名
• 控制流程
• 错误和异常处理
  • 简单错误：仅出现一次的错误，其他地方不需要捕获该错误
    • 优先使用errors.New来创建匿名变量来直接表示错误
    • 如果由格式化需求，使用fmt.Errorf
  • 错误的Wrap和Unwrap
    • 错误的Wrap实际上是提供了一个error嵌套另一个error的能力，从而生成一个error的跟踪链
    • 在fmt.Errorf中的使用：%w关键字来将一个错误关联至错误链中。
  • 错误判定：
    • 判断一个错误是否是特定错误，使用errors.Is不同于==， 使用该方法可以判定错误链上的所有错误是否含有特定的错误。
    • 在错误链上获取特定种类的错误，使用error.As
  • panic：不建议在业务代码中使用panic
    • 调用函数不包含recover会造成崩溃，若问题可以被屏蔽或解决，建议使用error代替panic
    • 当程序启动阶段发生不可逆转的错误时，可以在init或main函数中使用panic
  • recover：
    • recover只能在被defer的函数中使用
    • 嵌套无法生效
    • 只在当前goroutine中生效
    • defer语句是后进先出的
    • 一般recover后在log中记录当前的调用栈

1.3、性能优化建议

1. 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。

2. 大内存未释放：在已有切片的基础上创建切片，不会创建新的底层数组，如果原来的切片比较大，代码在原来的基础上新建小切片，这时候底层数组在内存中有引用，得不到释放。可以用copy代替re-slice

3. map预分配内存。

4. 字符串拼接使用strings.Builder， 如果已知大小，可以使用Grow预分配内存。

5. 空结构体节省内存

   1. 空结构体示例不占据任何内存空间

   2. 可以作为各种场景下的占位符使用

      1. 节省资源

      2. 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。

      3. func EmptyStructMap(n int) {
             m := make(map[int]struct{})
             
             for i := 0; i < n; i ++ {
                 m[i] = struct{}{}
             }
         }
         

      4. 空结构体map可以实现set

6. 如何使用atomic包：

   1. type atomicCounter struct{
          i int32
      }
      func AtomicAddOne(c *atomicCounter) {
          atomic.AddInt32(&c, i, 1)
      }
      

   2. 上面代码比加锁的效果好，因为atomic是通过硬件实现的，锁是操作系统来实现的。

02、性能调优实战

2.1、性能优化分析工具 pprof

• 希望知道应用在什么地方耗费了多少CPU、Memory
• pprof是用于可视化和分析性能分析数据的工具

简单使用，首先从github.com/wolfogre/go… 下载下来调试代码，然后运行。

点击http://localhost:6060/debug/pprof/ 查看有哪些属性可以看。

2.1.2、查看CPU

在cmd中切换到项目所在位置，然后输入下面命令：

 go tool pprof "http://localhost:6060/debug/pprof/profile?seconds=10"

等10秒钟，会进入pprof环境，然后输入top查看耗时的代码：

这里解释一下各个字段的含义:

字段名	含义
flat	代码自己的运行时间(不算调用别的程序)
flat%	代码运行时间占cpu总时间的比例
sum%	统计前面几行的cpu使用率之和
cum	代码运行时间，包括调用别的程序的时间
cum%	代码运行时间占总时间的比例

考虑一下什么时候$flat = cum；\ flat = 0$ ？

• $flat = cum$：代码没有调用别的程序
• $flat=0$ 代码一直在调用别的程序

如果要定位到哪一行代码出错，可以使用list xx

如果不想使用命令行看，可以使用web命令：

go tool pprof -http=:8080 "http://localhost:6060/debug/pprof/profile?seconds=10"

等运行完之后，会自动打开浏览器，小伙伴们需要先去下载一下Graphviz ,安装之后将其bin目录的全路径配置到环境变量中即可。

2.2.2、查看堆内存

在cmd中切换到项目所在位置，然后输入下面命令：

go tool pprof -http=:8080 "http://localhost:6060/debug/pprof/heap"

点击左上角的VIEW可以切换到其他视图，如top：

source视图，类似于上面的list命令：

左上角的sample可以切换采样

• alloc_object：程序累计申请的对象数
• alloc_space：程序累计申请的内存大小
• inuse_objects：程序当前持有的对象数
• inuse_space：程序当前占用的内存大小

例如，切换到alloc_space状态下，可以发现还有一个地方申请大内存，因为没有用到，被gc了，所以不显示在inuse采样中

定位到这一行代码：

注释掉即可

2.2.3、Goroutine

在cmd中切换到项目所在位置，然后输入下面命令：

go tool pprof -http=:8080 "http://localhost:6060/debug/pprof/goroutine"

切换到Flame Graph视图下，从上到下表示调用顺序， 长度表示了这个代码占用cpu的时间：

右击某一个即可进入源码查看哪部分有问题，注释掉即可。

2.2.4、mutex 锁

在cmd中切换到项目所在位置，然后输入下面命令：

go tool pprof -http=:8080 "http://localhost:6060/debug/pprof/mutex"

2.2.5、block

在cmd中切换到项目所在位置，然后输入下面命令：

go tool pprof -http=:8080 "http://localhost:6060/debug/pprof/block"

......

不可视化的时候：

go tool pprof "http://localhost:6060/debug/pprof/block"

可以看到有一些程序被过滤掉了：

在http://localhost:6060/debug/pprof/ 下面的block条目下，可以查看隐藏的内容。