【小测试】golang中数组边界检查的开销大约是1.87%~3.12%

作者:张富春(ahfuzhang)，转载时请注明作者和引用链接，谢谢！

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对比C/C++， golang等类型安全的语言会在数组访问的代码前，通过编译器加入边界检查的代码。
当发生越界的时候，引发panic，而不是实际发生越界导致的结果异常甚至程序崩溃。

因此，本实验通过对比有边界检查和无边界检查的情况，对比边界检查带来的性能开销：

// 有边界检查的情况
func Benchmark_arr_range_check_1(b *testing.B) {
	arr := make([]byte, 1024*1024)
	index := make([]int, 1024*32)
	for i := 0; i < len(index); i++ {
		index[i] = rand.Intn(len(arr))
	}
	b.ResetTimer()
	for n := 0; n < b.N; n++ {
		for i := 0; i < len(index); i++ {
			arr[index[i]]++  //普通的数组访问，每次访问数组的耗时大约是 1.44ns
		}
	}
}

// 无边界检查的情况
func Benchmark_arr_range_check_2(b *testing.B) {
	arr := make([]byte, 1024*1024)
	index := make([]int, 1024*32)
	for i := 0; i < len(index); i++ {
		index[i] = rand.Intn(len(arr))
	}
	b.ResetTimer()
	for n := 0; n < b.N; n++ {
		for i := 0; i < len(index); i++ {
			offset := index[i]
			(*(*byte)(unsafe.Pointer(uintptr(unsafe.Pointer(&arr[0])) + uintptr(offset))))++  // 通过unsafe代码来绕过边界检查，每次数组访问耗时大约 1.41ns
		}
	}
}

• 总结：
  • 当涉及大量数组访问的场合，比如很大的定长 local cache的情形，可以通过unsafe去掉边界检查
  • 当某个算法使用查表法来获取数据，适合去掉边界检查