Go程序性能优化及pprof使用方法详解

怎么入门Golang编程？需要学习哪些知识点？这是新手们刚接触编程时常见的问题；下面golang学习网就来给大家整理分享一些知识点，希望能够给初学者一些帮助。本篇文章就来介绍《Go程序性能优化及pprof使用方法详解》，涉及到pprof，有需要的可以收藏一下

Go 程序的性能优化及 pprof 的使用

程序的性能优化无非就是对程序占用资源的优化。对于服务器而言，最重要的两项资源莫过于 CPU 和内存。性能优化，就是在对于不影响程序数据处理能力的情况下，我们通常要求程序的 CPU 的内存占用尽量低。反过来说，也就是当程序 CPU 和内存占用不变的情况下，尽量地提高程序的数据处理能力或者说是吞吐量。

Go 的原生工具链中提供了非常多丰富的工具供开发者使用，其中包括 pprof。

对于 pprof 的使用要分成下面两部分来说。

Web 程序使用 pprof

先写一个简单的 Web 服务程序。程序在 9876 端口上接收请求。

package main

import (
  "bytes"
  "io/ioutil"
  "log"
  "math/rand"
  "net/http"

  _ "net/http/pprof"
)

func main() {
  http.HandleFunc("/test", handler)
  log.Fatal(http.ListenAndServe(":9876", nil))
}

func handler(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {
  err := r.ParseForm()
  if nil != err {
    w.Write([]byte(err.Error()))
    return
  }
  doSomeThingOne(10000)
  buff := genSomeBytes()
  b, err := ioutil.ReadAll(buff)
  if nil != err {
    w.Write([]byte(err.Error()))
    return
  }
  w.Write(b)
}

func doSomeThingOne(times int) {
  for i := 0; i 

<p>可以看到我们只是简单地引入了 <span style="color: #800000">net/http/pprof </span>，并未显示地使用。</p>
<p>启动程序。</p>
<p>我们用 <span style="color: #800000">wrk </span>来简单地模拟请求。</p>
<p><span style="color: #800000">wrk -c 400 -t 8 -d 3m http://localhost:9876/test</span></p>
<p>这时我们打开 http://localhost:9876/debug/pprof，会显示如下页面：</p>
<p style="text-align: center"><img alt="" src="/uploads/20221229/167229090763ad225b87188.png"></p>
<p>用户可以点击相应的链接浏览内容。不过这不是我们重点讲述的，而且这些内容看起来并不直观。</p>
<p>我们打开链接 <span style="color: #800000">http://localhost:9876/debug/pprof/profile </span>稍后片刻，可以下载到文件 profile。</p>
<p>使用 Go 自带的 pprof 工具打开。<span style="color: #800000">go tool pprof test profile</span>。（proof 后跟的 test 为程序编译的可执行文件）</p>
<p>输入 <span style="color: #800000"><strong>top</strong></span> 命令得到：</p>
<p><img alt="" src="/uploads/20221229/167229090863ad225c11d11.jpg"></p>
<p>可以看到 cpu 占用前 10 的函数，我们可以对此分析进行优化。</p>
<p>只是这样可能还不是很直观。</p>
<p>我们输入命令 <span style="color: #800000">web</span>（需要事先安装 graphviz，macOS 下可以 <span style="color: #800000">brew install graphviz</span>），会在浏览器中打开界面如下：</p>
<p style="text-align: center"><img alt="" src="/uploads/20221229/167229090863ad225c7bbb5.jpg"></p>
<p>可以看到 <span style="color: #800000">main.doSomeThingOne </span>占用了 92.46% 的 CPU 时间，需要对其进行优化。</p>
<p>Web 形式的 CPU 时间图对于优化已经完全够用，这边再介绍一下火焰图的生成。macOS 推荐使用 go-torch 工具。使用方法和 <span style="color: #800000">go tool pprof</span> 相似。</p>
<p><span style="color: #800000">go-torch test profile </span>会生成 torch.svg 文件。可以用浏览器打开，如图。</p>
<p style="text-align: center"><img alt="" src="/uploads/20221229/167229090863ad225cd2d7b.png"></p>
<p>刚才只是讲了 CPU 的占用分析文件的生成查看，其实内存快照的生成相似。<span style="color: #800000">http://localhost:9876/debug/pprof/heap</span>，会下载得到 <span style="color: #800000">heap.gz</span> 文件。</p>
<p>我们同样可以使用 <span style="color: #800000">go tool pprof test heap.gz</span>，然后输入<span style="color: #800000"> top </span>或 <span style="color: #800000">web </span>命令查看相关内容。</p>
<p><img alt="" src="/uploads/20221229/167229090963ad225d68830.jpg"></p>
<p style="text-align: center"><img alt="" src="/uploads/20221229/167229090963ad225dd5ae4.jpg"></p>
<p><strong>通用程序使用 pprof</strong></p>
<p>我们写的 Go 程序并非都是 Web 程序，这时候再使用上面的方法就不行了。</p>
<p>我们仍然可以使用 pprof 工具，但引入的位置为 <span style="color: #800000">runtime/pprof</span> 。</p>
<p>这里贴出两个函数，作为示例：</p>

<pre class="brush:java;">
// 生成 CPU 报告
func cpuProfile() {
  f, err := os.OpenFile("cpu.prof", os.O_RDWR|os.O_CREATE, 0644)
  if err != nil {
    log.Fatal(err)
  }
  defer f.Close()

  log.Println("CPU Profile started")
  pprof.StartCPUProfile(f)
  defer pprof.StopCPUProfile()

  time.Sleep(60 * time.Second)
  fmt.Println("CPU Profile stopped")
}

// 生成堆内存报告
func heapProfile() {
  f, err := os.OpenFile("heap.prof", os.O_RDWR|os.O_CREATE, 0644)
  if err != nil {
    log.Fatal(err)
  }
  defer f.Close()

  time.Sleep(30 * time.Second)

  pprof.WriteHeapProfile(f)
  fmt.Println("Heap Profile generated")
}

两个函数分别会生成 cpu.prof 和 heap.prof 文件。仍然可以使用 go tool pprof 工具进行分析，在此就不赘述。

Trace 报告

直接贴代码:

// 生成追踪报告
func traceProfile() {
  f, err := os.OpenFile("trace.out", os.O_RDWR|os.O_CREATE, 0644)
  if err != nil {
    log.Fatal(err)
  }
  defer f.Close()

  log.Println("Trace started")
  trace.Start(f)
  defer trace.Stop()

  time.Sleep(60 * time.Second)
  fmt.Println("Trace stopped")
}

使用工具 go tool trace 进行分析，会得到非常详细的追踪报告，供更深入的程序分析优化。由于报告内容比较复杂，且使用方法类似，就不继续了。读者可自行尝试。

贴张网上的图给大家大概看一下：

参考：https://github.com/caibirdme/hand-to-hand-optimize-go

今天带大家了解了pprof的相关知识，希望对你有所帮助；关于Golang的技术知识我们会一点点深入介绍，欢迎大家关注golang学习网公众号，一起学习编程~