高性能Go优化（上）——Go青训营笔记

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一、性能优化

1. 概述

性能优化——提升软件系统处理能力，减少不必要的消耗，充分发掘计算机算力

优势：提升用户体验、资源高效利用，降低成本，提高效率。

2.性能优化层面

业务代码——SDK（软件开发工具包）——基础库——语言运行时——OS

业务层优化：

• 针对特定场景，具体问题，具体分析
• 容易获得较大性能收益

预约运行时优化：

• 解决更通用的性能问题
• Tradeoffs

数据驱动：

• 自动化性能分析工具——pprof
• 依靠数据而非猜测
• 优化最大瓶颈优先

Go SDK至关重要

性能优化注意事项：

• 软件质量至关重要
• 在保证接口稳定的前提下改进具体实现
• 测试用例：覆盖尽可能多的场景，方便回归
• 文档表示：做了什么，没做什么，达到效果等等
• 隔离：通过选项控制是否开启优化
• 可观测——即有必要的日志输出

1. 自动内存管理

相关名词概念

• Auto memory management: 自动内存管理
• Grabage collction（GC）: 垃圾回收
• Mutator：业务线程，分配新对象，修改对象指向关系。
• Collector: GC 线程,找到存活对象，回收死亡对象的内存空间
• Serial GC：只有一个collector
• Parallel GC：并行GC，支持多个collectors同时回收的GC算法
• Concurrent GC：并发 GC，mutators（s）和collector（s）可以同时进行。（不需要暂停，即STW（stop the word）模式）

（故Collectors必须感知对象指向关系的改变）

• 评价GC算法相关名词：

  • 安全性（Safety）：——基本要求：不能回收存活的对象
  • 吞吐率（Throughput）：——花在GC上的时间：1-（GC时间/程序执行总时间）
  • 暂停时间（Pause time）：——业务是否感知：STW
  • 内存开销（Space overhead）：——GC元数据开销（越小越好）

• 追踪垃圾回收（Tracing garbage collection）

  

  • 对象被回收的条件：指针指向关系不可达的对象

  • 标记根对象：——静态变量、全局变量、常量、线程栈等等

  • 标记：找到可达对象——求指针指向关系的传递闭包：从根对象出发，找到所有可达对象

  • 清理：所有不可达对象（根据对象的生命周期，使用不同的标记和清理策略）

    • 将存活对象复制到另外的内存空间（Copying GC）

      

    • 将死亡对象的内存标记为”可分配“（Mark-sweep GC）

      

    • 移动并整理存活对象（Mark-compact GC）

      

• 分代GC（Generational GC）

  

  • Young generation: 年轻代
  • Old generation: 老年代

  

• 引用计数

  • 每个对象都有一个与之关联的引用数目
  • 对象存活的条件：当且仅当引用数大于0

  

  图中圈内的数字即为引用计数，圆圈即为对象

  

总结：