Go 语言性能测试

本文来学习一下如何进行 Go 语言的性能测试。这里需要学习一个 Go 语言官方提供的工具 pprof：

• runtime/pprof：采集程序（非 Server）的运行数据进行分析；
• net/http/pprof：采集 HTTP Server 的运行时数据进行分析。

上述两个包的底层实现是一样的，一般建议直接在主函数上加上 http 服务而使用第二个包，毕竟可视化显示易于观察和操作。故本文仅介绍 net/http/pprof 的用法。

1. pprof 使用方法

直接在程序入口，也就是 main 函数所在的文件中导入 pprof。

 import _ "net/http/pprof"

示例代码如下：

package main

import (
    "fmt"
    "net/http"
    _ "net/http/pprof"
    "time"
)

func main() {
    //打印数字
    go printNum()
    //打印字符
    go printChar()
    http.ListenAndServe("0.0.0.0:9300", nil)//启动一个服务用于查看性能分析可视化页面
}
func printChar() {
    for i := '0'; ; i++ {
        fmt.Println("printChar:", string(i))
        time.Sleep(time.Second)
    }
}
func printNum() {
    for i := 0; ; i++ {
        fmt.Println("printNum:", i)
        time.Sleep(time.Second)
    }
}

上述代码启动，pprof 会在这个服务上自动创建路由：

debug/pprof/

在浏览器中输入127.0.0.1:9300/debug/pprof/，会出现如下页面：

这个路由下还有几个子页面：

• allocs：内存分配情况；
• block：获取导致阻塞的 goroutine 堆栈(如 channel, mutex 等)；
• cmdline：当前程序激活的命令行启动参数；
• goroutine：当前当前运行的 goroutine 的堆栈信息；
• heap：存活对象的内存分配情况；
• mutex ：互斥锁的竞争持有者的堆栈跟踪；
• profile：默认进行 30s 的 CPU Profiling，得到一个分析用的 profile 文件；
• threadcreate：操作系统线程跟踪；
• trace：得到一个分析用的 trace 文件。

2. 使用工具分析 profile 和 trace

当在127.0.0.1:9300/debug/pprof/中点击 profile 和 trace 时会分别得到一个文件，我们可以使用 Go 语言自带的工具对这两个文件进行解析。在解析之前，需要编译得到程序代码的可执行文件，配合分析文件使用。

2.1 解析 profile

使用如下命令行进入解析页面：

go tool pprof .\firstgo.exe .\profile

执行结果：

如上如所示，我们进入了 pprof 的命令行界面，可以输入top来查看前 10 行数的 CPU 占用情况：

• flat：采样频率(10ms)；
• flat%：采样频率(10ms)下，CPU 运行耗时总比例；
• sum%：给定函数累积使用 CPU 总比例，如第二行 sum% =40.00% = 20.00% + 20.00%；
• cum：当前函数加上它之上的调用运行总耗时，包括函数等待子函数返回；
• cum%：CPU 运行耗时总比例；
• 最后一列为函数名称。

还可使用 help 指令来查看 pprof 所有操作，读者可以自行探索。

2.2 解析 trace

使用如下命令解析 trace 文件：

go tool trace .\firstgo.exe  .\trace

此时会自动打开一个 web 页面：

• View trace：查看跟踪；
• Goroutine analysis：Goroutine 分析；
• Network blocking profile：网络阻塞概况；
• Synchronization blocking profile：同步阻塞概况；
• Syscall blocking profile：系统调用阻塞概况；
• Scheduler latency profile：调度延迟概况；
• User defined tasks：用户自定义任务；
• User defined regions：用户自定义区域；
• Minimum mutator utilization：最低 Mutator 利用率。

我们可以看到有的链接后面跟着(⬇)，是因为这些链接的使用需要配合第三方工具，可以点进去查看缺失的内容，下载安装后就可以使用了，一般使用前两个就可以分析程序的执行情况了。

3. 小结

本文主要介绍了 Go 语言自带的工具 pprof 的用法，以及其生成分析文件的解析。需要注意的是每个分析文件都要配合这个程序的可执行文件使用。还有就是建议大家在开发过程中尽量时不时的用一下 pprof，可以使开发出来的程序更稳定更高效。