golang 性能优化分析：benchmark 结合 pprof

• 2021 年 4 月 1 日
• 筆記
• [01]Go, Go, golang, 性能分析

前面 2 篇 golang 性能优化分析系列文章：

• golang 性能优化分析工具 pprof (上)
• golang 性能优化分析工具 pprof (下)

一、基准测试 benchmark 简介

在 golang 中，可以通过 benchmark 基准测试来测试代码性能。基准测试主要是通过测试 cpu 和内存的效率问题，来评估被测试代码的性能。

基准测试的指标：

1. 程序所花费的时间
2. 内存使用的情况
3. cpu 使用情况

基准测试文件名和函数规定：

• go 基准测试文件都是以 _test.go 结尾，和单元测试用例在同一个文件中。
• 基准测试每个函数都是以 Benchmark 开头。

基准测试常用命令：

go test ./fib              // 不进行基准测试，对 fib 进行单元测试

go test -bench=. -run=none  // 进行基准测试，不进行单元测试，-run 表示执行哪些单元测试和测试函数，一般函数名不会是 none，所以不执行单元测试
// 上面的测试命令还可以用空格隔开，意义是一样
go test -bench . -run none

go test -bench=.    // 对所有的进行基准测试

go test -bench='fib$'     // 只运行以 fib 结尾的基准测试，-bench 可以进行正则匹配

go test -bench=. -benchtime=6s  // 基准测试默认时间是 1s，-benchtime 可以指定测试时间
go test -bench=. -benchtime=50x  // 参数 -benchtime 除了指定时间，还可以指定运行的次数

go test -bench=. -benchmem // 进行时间、内存的基准测试

说明：上面的命令中，-bench 后面都有一个 . ，这个点并不是指当前文件夹，而是一个匹配所有测试的正则表达式。

更多参数说明请查看帮助：go help testflag

分析基准测试数据：

• cpu 使用分析：-cpuprofile=cpu.pprof
• 内存使用分析：-benchmem -memprofile=mem.pprof
• block分析：-blockprofile=block.pprof

在配合 pprof 就可以进行分析。

运行命令采样数据：

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、代码示例

2.1 代码示例

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) {
	// 运行 Fib 函数 b.N 次
	for n := 0; n < b.N; n++ {
		Fib(20)
	}
}

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

2.2 运行命令采集数据

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

也可以用一个一个命令来完成采集数据，分开运行：

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

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

2.3 分析数据

前面有 上，下 两篇 pprof 的文章怎么分析数据，一种方法是命令行交互分析模式，一种是可视化图形分析模式。

A. 命令行交互分析

分析 cpu：

go tool pprof cpu.pprof

再用 top15 命令分析，或者 top --cum 进行排序分析

如下图：

B. web 界面分析

命令行执行命令：

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

会自动在浏览器上打开地址：//localhost:8080/ui/ ，然后就可以在浏览器上查看各种分析数据，如下图：

其他数据也可以进行同样的分析，这里就略过。

[完]