Go 库性能分析工具pprof
场景
我们一般没必要过度优化 Go 程序性能。但是真正需要时，Go 提供的 pprof 工具能帮我们快速定位到问题。比如，我们团队之前有一个服务，在本地和测试环境没问题，一到灰度环境，就报 cpu 负载过高，后经排查，发现某处代码死循环了。我把代码简化成如下：
// 处理某些业务，真实的代码中这个死循环很隐蔽
func retrieveSomeThing() {
for {}
}
// 处理其他的一些业务，无意义，用于后续做例子
func doSomeThing() {
do1()
for i := 0; i < 200000000; i++ {}
do2()
}
// 无意义
func do1() {
for i := 0; i < 200000000; i++ {}
}
// 无意义
func do2() {
for i := 0; i < 200000000; i++ {}
}
func main() {
go retrieveSomeThing()
go doSomeThing()
// 阻塞一下
time.Sleep(3 * time.Second)
}
解决问题前，先介绍下 pprof。
pprof
pprof 包会输出运行时的分析数据(profiling data)，这些数据可以被 pprof 的可视化工具解析。Go 标准库主要提供了两个包：
runtime/pprof通过写入到文件的方式暴露 profile 数据；net/http/pprof通过 http 服务暴露 profile 数据，适用于守护进程。
生成 profile 文件
CPU 性能分析
在 runtime/pprof 中，使用StartCPUProfile开启 CPU 性能分析。退出程序前，需要调用StopCPUProfile把采样数据 flush 到输出文件。
采样的频率默认是 100 Hz（每秒 100 次）。
// 输出到标准输出，一般是指定文件
if err := pprof.StartCPUProfile(os.Stdout); err != nil {
log.Fatal("could not start CPU profile: ", err)
}
defer pprof.StopCPUProfile()
内存性能分析
调用 WriteHeapProfile 开启内存性能分析：
// 输出到标准输出，一般是指定文件
if err := pprof.WriteHeapProfile(os.Stdout); err != nil {
log.Fatal("could not write memory profile: ", err)
}
}
分析 profile 文件 && 优化代码
以开篇的代码为例，由于是 CPU 过载，我们可以在 main 函数开启 CPU Profile：
// 通过参数指定 cpu profile 输出的文件
var cpuprofile = flag.String("cpuprofile", "", "write cpu profile to `file`")
func main() {
flag.Parse()
if *cpuprofile != "" {
f, err := os.Create(*cpuprofile)
if err != nil {
log.Fatal("could not create CPU profile: ", err)
}
// 开启 CPU 分析
if err := pprof.StartCPUProfile(f); err != nil {
log.Fatal("could not start CPU profile: ", err)
}
defer pprof.StopCPUProfile()
}
// 业务代码
go retrieveSomeThing()
go doSomeThing()
// 模拟阻塞
time.Sleep(5 * time.Second)
}
我们执行命令，输出 profile 文件到 cpu.prof。
go run main.go -cpuprofile cpu.prof
go tool pprof
Go 提供性能解析工具：go tool pprof。我们使用 go tool 打开 profile 文件。
> go tool pprof cpu.prof Type: cpu Time: Nov 16, 2022 at 1:40pm (CST) Duration: 5.17s, Total samples = 4.54s (87.75%) Entering interactive mode (type "help" for commands, "o" for options) (pprof)
这是个交互式的界面，输入help可以查看所有命令。
top 命令
我们使用 topN 命令，查看根据 flat 从大到小排序的前 N 条数据。
(pprof) top10
Showing nodes accounting for 4650ms, 100% of 4650ms total
flat flat% sum% cum cum%
4220ms 90.75% 90.75% 4450ms 95.70% main.retrieveSomeThing
230ms 4.95% 95.70% 230ms 4.95% runtime.asyncPreempt
80ms 1.72% 97.42% 200ms 4.30% main.doSomeThing
70ms 1.51% 98.92% 70ms 1.51% main.do2 (inline)
50ms 1.08% 100% 50ms 1.08% main.do1 (inline)
top 命令返回数据有5个指标：
- flat : 本函数占用的 CPU 时间，不包括调用函数的时间；
- flat% : flat 占的百分比；
- sum% : 前面 flat% 的总和；
- cum : 累计时间，包括调用的函数的时间；
- cum% : cum 的百分比。
以main.doSomeThing（排第三的函数）为例子，耗时为：
func doSomeThing() { // flat: 80ms cum: 200ms
do1() // 执行时间 50ms
for i := 0; i < 200000000; i++ {} // 执行时间 80ms
do2() // 执行时间 70ms
}
doSomeThing 的 flat 的值为：
for i := 0; i < 200000000; i++ {}的执行时间（80ms），不包括do1和do2的时间。
doSomeThing 的 cum 的值为：
cum(200ms) = doSomething的flat(80ms) + do1的flat(50ms) + do2的flat(70ms)
ps: top 可以使用 -cum 参数来指定，根据 cum 排序。
list 命令
明白了 top 的指标的意思，我们关注到，排在 top1 的函数是 retrieveSomeThing。可以使用 list 命令，查看 retrieveSomeThing 耗时：
(pprof) list retrieveSomeThing
Total: 4.65s
ROUTINE ======================== main.retrieveSomeThing in /xxxx/pprof_note/pprof/main.go
4.22s 4.45s (flat, cum) 95.70% of Total
10ms 10ms 1:package main
. . 2:
. . 3:import (
. . 4: "flag"
. . 5: "log"
. . 6: "os"
. . 7: "runtime/pprof"
. . 8: "time"
. . 9:)
. . 10:
. . 11:// 处理某些业务，真实的代码中这个死循环很隐蔽
. . 12:func retrieveSomeThing() {
4.21s 4.44s 13: for {
. . 14: }
. . 15:}
. . 16:
. . 17:// 处理其他的一些业务，无意义，用于后续做例子
. . 18:func doSomeThing() {
我们定位到13行需要优化。
总结
pprof 还有很多玩法，包括其他的性能指标，go tool 的其他命令，profile 文件的可视化等。这个留给读者自行扩展阅读。
本文主要参考了 Russ Cox 大神的文章：《Profiling Go Programs》 （go.dev/blog/pprof）… 文章为反驳 "Go性能不如其他语言"的观点，借助 pprof 大幅度优化了程序的运行时间和内存。
以上就是Go 库性能分析工具pprof的详细内容，更多关于Go pprof性能分析的资料请关注脚本之家其它相关文章！
相关文章
在Go语言中涉及 I/O 操作的内置库有很多种，比如： io 库， os 库， ioutil 库， bufio 库， bytes 库， strings 库等等。拥有这么多内置库是好事，但是具体到涉及 I/O 的场景我们应该选择哪个库呢，带着这个问题一起通过本文学习下吧2021-06-06
Gin框架是目前非常流行的Go语言Web框架之一,作为一个轻量级的框架,Gin提供了丰富的功能和灵活的架构,本文就来介绍下Go Web下gin框架的模板渲染的实现,感兴趣的可以了解一下2023-10-10
Excelize是Go语言编写的用于操作Office Excel文档基础库,基于ECMA-376,ISO/IEC 29500国际标准,可以使用它来读取、写入由Excel 2007及以上版本创建的电子表格文档,下面这篇文章主要给大家介绍了关于Go语言操作Excel利器之excelize类库的相关资料,需要的朋友可以参考下2022-10-10
这篇文章主要介绍了Go之接口型函数用法，具有很好的参考价值，希望对大家有所帮助。如有错误或未考虑完全的地方，望不吝赐教2023-02-02
这篇文章主要介绍了深入Go goroutine理解，小编觉得挺不错的，现在分享给大家，也给大家做个参考。一起跟随小编过来看看吧2019-02-02
这篇文章主要为大家详细介绍了如何利用Go实现生产随机密码的,文中的示例代码简洁易懂,具有一定的借鉴价值,有需要的小伙伴可以参考一下2023-09-09
这篇文章主要为大家介绍了GORM不定参数的用法最佳实践,有需要的朋友可以借鉴参考下,希望能够有所帮助,祝大家多多进步,早日升职加薪2023-12-12
Go语言异常处理(Panic和recovering)用法详解
异常处理是程序健壮性的关键，往往开发人员的开发经验的多少从异常部分处理上就能得到体现。Go语言中没有Try Catch Exception机制，但是提供了panic-and-recover机制，本文就来详细讲讲他们的用法2022-07-07
这篇文章主要介绍了GO语言的IO方法实例小结,Docker的火爆促成了当下新兴的Go语言人气的大幅攀升,需要的朋友可以参考下2015-10-10
这篇文章主要为大家详细介绍了go defer避坑指南之如何拆解延迟语句,掌握正确使用方法,文中的示例代码讲解详细,感兴趣的小伙伴可以跟随小编一起学习一下2023-11-11
最新评论