八招解決 Golang 性能問題
1. 明智使用 Goroutine
你肯定習(xí)慣通過 goroutine 同時(shí)運(yùn)行函數(shù),覺得很酷,對(duì)吧?但實(shí)際上太多 goroutine 會(huì)拖慢運(yùn)行速度,每個(gè) goroutine 都會(huì)占用一定內(nèi)存,如果程序運(yùn)行了數(shù)百萬個(gè) goroutine,就會(huì)增加很多內(nèi)存。
避免以下做法:
for _, item := range bigList {
go process(item)
}
試著用信號(hào)量(semaphore)進(jìn)行限制:
sem := make(chan struct{}, 100) // 限制 100 個(gè) goroutines
for _, item := range bigList {
sem <- struct{}{}
go func(i Item) {
defer func() { <-sem }()
process(i)
}(item)
我曾經(jīng)做過航班搜索項(xiàng)目,該項(xiàng)目具有數(shù)百萬的搜索規(guī)模。我們?cè)诤芏嗟胤蕉继砑恿?goroutine,試圖對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化。這時(shí)我才意識(shí)到 goroutine 會(huì)占用大量內(nèi)存。我們需要持續(xù)監(jiān)控每個(gè)點(diǎn)上運(yùn)行的 goroutine 的數(shù)量,并需要建立某種機(jī)制,根據(jù)性能要求對(duì)其進(jìn)行調(diào)整。
2. 謹(jǐn)慎使用 channel
channel 非常適合用于程序之間通信,但也可能很棘手。不帶緩沖的 channel 會(huì)導(dǎo)致程序在意想不到的時(shí)候阻塞。
避免以下做法:
ch := make(chan int)
在需要的時(shí)候使用帶緩沖的 channel:
ch := make(chan int, 100) // 緩沖大小為 100
帶緩沖的 channel 可確保發(fā)送方在接收方尚未準(zhǔn)備好接受任何數(shù)據(jù)的情況下不會(huì)被卡住,可以幫助我們簡化流程,尤其是在處理大規(guī)模事務(wù)時(shí),通道可能會(huì)非常繁忙。
3. 避免使用全局變量
全局變量初看似乎很簡單,但可能會(huì)帶來很多問題。全局變量會(huì)讓人很難跟蹤變化的內(nèi)容,并可能導(dǎo)致錯(cuò)誤。
避免以下做法:
var counter int
func increment() {
counter++
}
傳遞變量:
func increment(counter int) int {
return counter + 1
}
counter := 0
counter = increment(counter)
曾經(jīng)看到過遍布全局變量的代碼,調(diào)試時(shí)完全是一場噩夢(mèng)。保持局部化會(huì)讓代碼更簡潔、更快速。
4. 高效使用切片
切片是 Golang 中使用最多的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)之一,因此我們有責(zé)任明智的使用。一不小心,就可能會(huì)在切片中拷貝更多數(shù)據(jù)。
避免不必要的拷貝:
// 不好: 創(chuàng)建新切片
newSlice := make([]int, len(oldSlice))
copy(newSlice, oldSlice)
// 更好: 只使用原始切片
newSlice := oldSlice[:]
此外,在對(duì)切片添加數(shù)據(jù)時(shí),如果知道容量會(huì)有多大,請(qǐng)考慮預(yù)先分配容量。
預(yù)先分配容量:
s := make([]int, 0, 100) // 容量為 100
這有助于避免多次分配內(nèi)存,加快速度。
5. 分析代碼
需要采取某種機(jī)制來檢查代碼與模塊的效率,Go 內(nèi)置工具可以幫助查看程序把時(shí)間花在了哪些方面。
使用分析工具(profiler):
import (
"runtime/pprof"
"os"
)
func main() {
f, _ := os.Create("cpu.prof")
pprof.StartCPUProfile(f)
defer pprof.StopCPUProfile()
// 業(yè)務(wù)代碼
}
運(yùn)行分析工具后,可能會(huì)發(fā)現(xiàn)某個(gè)你認(rèn)為很快的函數(shù)實(shí)際上拖慢了速度。修復(fù)后,程序可以運(yùn)行得更快了。
6. 使用標(biāo)準(zhǔn)庫
Go 有一些漂亮的庫,而我犯的一個(gè)錯(cuò)誤就是在項(xiàng)目中引入了很多 Go 已經(jīng)提供的功能。強(qiáng)烈建議你在編寫代碼之前,先檢查一下 Go 是否已經(jīng)提供了相應(yīng)功能。
避免編寫自己的排序功能:
func mySort(data []int) {
// 自定義排序
}
使用內(nèi)置排序軟件包:
import "sort"
sort.Ints(data)
以前我經(jīng)常重新發(fā)明輪子,但現(xiàn)在更多依賴標(biāo)準(zhǔn)庫,這樣代碼可以更簡短,通常也更快。
7. 注意內(nèi)存分配
分配內(nèi)存需要時(shí)間。如果在短時(shí)間內(nèi)創(chuàng)建許多臨時(shí)對(duì)象,考慮到創(chuàng)建對(duì)象所耗費(fèi)的時(shí)間,很可能會(huì)影響性能。
盡可能復(fù)用對(duì)象:
var buffer bytes.Buffer
for i := 0; i < 1000; i++ {
buffer.Reset()
buffer.WriteString("Some data")
process(buffer.Bytes())
}
通過重復(fù)使用 buffer,可以避免每次都分配新的內(nèi)存,這個(gè)技巧可以加快運(yùn)行多次的循環(huán)速度。
8. 隨時(shí)更新 Go 版本
Go 的每個(gè)新版本都會(huì)對(duì)性能進(jìn)行改進(jìn),總是使用最新的 Go 版本,就能免費(fèi)獲得這些優(yōu)勢(shì)。
因?yàn)楦驴雌饋頃?huì)很麻煩,因此很多人會(huì)一直使用舊版本,但升級(jí)后很有可能會(huì)發(fā)現(xiàn)程序在不修改任何代碼的情況下運(yùn)行得更快了!
總結(jié)
這些是多年來積累的一些小技巧。每個(gè)項(xiàng)目都有所不同,請(qǐng)確保解決方案確實(shí)能夠解決你的問題,而每當(dāng)面臨某種性能瓶頸時(shí),請(qǐng)注意上述提到的方面。
最后,在修改代碼后,一定要記得對(duì)代碼進(jìn)行測(cè)試和性能分析。有時(shí),我們認(rèn)為的優(yōu)化可能達(dá)不到預(yù)期效果。