Go测试-benchmark测试

benchmark测试入门

• 测试以Bnechmark为方法开头
• 运行测试的时候，形如普通的测试，但是需要加上-bench 选项
• 运行选项：
  • -bench 选项：接受一个正则表达式，匹配上的才会执行
  • -benchmem：输出内存分配
  • -benchtime：运行时间，默认1s。可以是时间，也可以是次数，例如1s，2m，500x
  • -count：轮数，执行多少轮
• 生成profile文件，用于pprof工具分析：
  • -cpuprofile=cpu.out
  • -memprofile=mem.out
  • -blockfile=block.out
• 运行结果主要包括：运行次数、单次运行耗时、总耗时

主函数代码：

func Fib(n int) int {
	if n < 2 {
		return n
	}
	return Fib(n-1) + Fib(n-2)
}

测试函数代码：

func BenchmarkFib(t *testing.B) {
	Fib(40)
}

输出：

内存和CPU分析

工具

使用默认的pprof工具：go tool pprof、cpu.prof

• 图形界面依赖于graphviz
• 常用命令（一般建议优先使用web调出图形化界面进行分析）：
  • top：列出消耗最高的调用
  • list：列出问题代码片段
  • peek：查询具体函数的调用关系
  • web：图形化界面

google pprof工具

• 使用pprof 工具来分析：go get-u github.com/google/pprof
• 安装graphviz
• web界面：pprof -http=:8080 cpu.prof

调用链路图

• 在文件生成的图中，中间标红的就是关键路径，或者说瓶颈所在的路径
• 在一般的企业级应用中，这条路径都是因为内存分配引起的
• 除了关键路径，一些开销比较大的分支路径也要关心
• 优化关键路径性价比最高（可以做到数量级提升）。但是有时候关键路径优化不动，那么可以尝试优化其它分支路径

火焰图
长度代表的就是资源消耗占比。
例如JOIN方法，主要由Grow和WriteString组成，其中Grow很长，代表它是性能瓶颈。

net/http/pprof

net/http/pprof 提供了可视化界面来查看程序的各种指标：

• 如果本身是web应用，可以只引入pprof
• 最佳实践是为pprof准备一个专门的端口，并且该端口只可以在内网访问

trace

trace数据来源

• 从前面net/http/pprof 里面下载下来
• 使用trace包来采集
• 使用-trace的测试标记位

使用go tool trace trace.out命令来解析
常用数据：

• View trace：查看trace
• Goroutine analysis：goroutine分析
• Network blocking profile：网络阻塞
• Synchronization blocking profile：同步阻塞
• Syscall blocking profile：系统调用阻塞
• Scheduler latency profile：调度延迟

view trace
大多时候用不到

• timeline：时间线，表达执行时间
• Heap：内存占用，主要分析 goroutine哪个消耗比较大，可以用来辅助分析内存逃逸
• Goroutines：执行中的goroutine和可执行的goroutine
• Threads：系统线程
• PROCS：Go 概念中的 processor

view trace thread ：可以理解为采样的时候，处于不同状态的线程的数量。

view trace processor：

• Title：名字
• Start：开始时间点
• Wall Duration：持续时间Stack Trace：开始时刻或者结束时刻的栈
• Events：发生了什么
  • 可以用来分析 goroutine调度，例如从哪个goroutine切换到哪个gotouine

Go内存逃逸分析

在Go里面，对象可以被分配到栈或者堆上。分配到堆上的，被称为内存逃逸。可能的原因（不是必然引起逃逸，而是可能逃逸。是否逃逸还跟执行上下文有关）：

• 指针逃逸：如方法返回局部变量指针
• interface{}逃逸：如使用interface{}作为参数或者返回值
• 接口逃逸：如以接口作为返回值
• 大对象：大对象会直接分配到堆上
• 栈空间不足
• 闭包：闭包内部引用了外部变量
• channel 传递指针

一般可以使用gcflags=-m来分析内存逃逸

指针逃逸：如方法返回局部变量指针

type User struct {
	Name string
}

// 假如*User换成结构体不会逃逸，因为返回的是一个副本
func ReturnPointer() *User {
	return &User{
		Name: "Tom",
	}
}

interface{}逃逸：如使用interface{}作为参数或者返回值

// fmt.Println() 的参数类型是any(interface{})
func Printf() {
	str := "Hello"
	fmt.Println(str)
}

接口逃逸：如以接口作为返回值

type Animal interface {
	say()
}

type Cat struct{}

func (c Cat) say() {
	fmt.Println("喵喵喵")
}

func ReturnUserV1() Cat {
	c := Cat{}
	return c
}

func ReturnUserV2() Animal {
	c := Cat{}
	return c
}

大对象：大对象会直接分配到堆上

栈空间不足

闭包：闭包内部引用了外部变量

func CountFn() func() int {
	n := 0
	return func() int {
		n++
		return n
	}
}

channel 传递指针

func Channel() chan *User{
	ch := make(chan *User, 1)
	a := &User{
		Name: "Tom",
	}
	ch <- a
	return ch
}