golang 效能優化分析：benchmark 結合 pprof

九卷發表於2021-04-01
Golang優化

前面 2 篇 golang 效能優化分析系列文章：

一、基準測試 benchmark 簡介

在 golang 中，可以通過 benchmark 基準測試來測試程式碼效能。基準測試主要是通過測試 cpu 和記憶體的效率問題，來評估被測試程式碼的效能。

基準測試的指標：

  1. 程式所花費的時間
  2. 記憶體使用的情況
  3. cpu 使用情況

基準測試檔名和函式規定：

  • go 基準測試檔案都是以 _test.go 結尾，和單元測試用例在同一個檔案中。
  • 基準測試每個函式都是以 Benchmark 開頭。

基準測試常用命令：

go test ./fib              // 不進行基準測試，對 fib 進行單元測試

go test -bench=. -run=none  // 進行基準測試，不進行單元測試，-run 表示執行哪些單元測試和測試函式，一般函式名不會是 none，所以不執行單元測試
// 上面的測試命令還可以用空格隔開，意義是一樣
go test -bench . -run none

go test -bench=.    // 對所有的進行基準測試

go test -bench='fib$'     // 只執行以 fib 結尾的基準測試，-bench 可以進行正則匹配

go test -bench=. -benchtime=6s  // 基準測試預設時間是 1s，-benchtime 可以指定測試時間
go test -bench=. -benchtime=50x  // 引數 -benchtime 除了指定時間，還可以指定執行的次數

go test -bench=. -benchmem // 進行時間、記憶體的基準測試

說明：上面的命令中，-bench 後面都有一個 . ，這個點並不是指當前資料夾，而是一個匹配所有測試的正規表示式。

更多引數說明請檢視幫助：go help testflag

分析基準測試資料：

  • cpu 使用分析：-cpuprofile=cpu.pprof
  • 記憶體使用分析：-benchmem -memprofile=mem.pprof
  • block分析：-blockprofile=block.pprof

在配合 pprof 就可以進行分析。

執行命令取樣資料：

go test -bench=. -run=none -benchmem -memprofile=mem.pprof
go test -bench=. -run=none -blockprofile=block.pprof

go test -bench=. -run=none -benchmem -memprofile=mem.pprof -cpuprofile=cpu.pprof

二、程式碼示例

2.1 程式碼示例

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 BenchmarkFib(b *testing.B) {
	// 執行 Fib 函式 b.N 次
	for n := 0; n < b.N; n++ {
		Fib(20)
	}
}

func BenchmarkFib2(b *testing.B) {
	// 執行 Fib 函式 b.N 次
	for n := 0; n < b.N; n++ {
		Fib(10)
	}
}

2.2 執行命令採集資料

go test -bench=. -run=none \
-benchmem -memprofile=mem.pprof \
-cpuprofile=cpu.pprof \
-blockprofile=block.pprof

也可以用一個一個命令來完成採集資料，分開執行：

go test -bench=. -run=none -benchmem -memprofile=mem.pprof

go test -bench=. -run=none -benchmem -cpuprofile=cpu.pprof

2.3 分析資料

前面有 上，下 兩篇 pprof 的文章怎麼分析資料，一種方法是命令列互動分析模式，一種是視覺化圖形分析模式。

A. 命令列互動分析

分析 cpu：

go tool pprof cpu.pprof

再用 top15 命令分析，或者 top --cum 進行排序分析

如下圖：

B. web 介面分析

命令列執行命令：

go tool pprof -http=":8080" cpu.pprof

會自動在瀏覽器上開啟地址：http://localhost:8080/ui/ ，然後就可以在瀏覽器上檢視各種分析資料，如下圖：

其他資料也可以進行同樣的分析，這裡就略過。

[完]

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