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鍍金池/ 教程/ GO/ 13.10 性能調試:分析并優(yōu)化 Go 程序
4.7 strings 和 strconv 包
13.6 啟動外部命令和程序
?# 11.4 類型判斷:type-switch
12.1 讀取用戶的輸入
10.6 方法
12.2 文件讀寫
13 錯誤處理與測試
9.3 鎖和 sync 包
12.3 文件拷貝
?# 11.7 第一個例子:使用 Sorter 接口排序
?# 11.5 測試一個值是否實現(xiàn)了某個接口
6.4 defer 和追蹤
12.10 XML 數(shù)據(jù)格式
13.10 性能調試:分析并優(yōu)化 Go 程序
?# 11.1 接口是什么
2.2 Go 環(huán)境變量
2.6 安裝目錄清單
2.5 在 Windows 上安裝 Go
11.11 Printf 和反射
1.2 語言的主要特性與發(fā)展的環(huán)境和影響因素
9.0 包(package)
7.4 切片重組(reslice)
13.2 運行時異常和 panic
10.2 使用工廠方法創(chuàng)建結構體實例
12.8 使用接口的實際例子:fmt.Fprintf
2.4 在 Mac OS X 上安裝 Go
3.8 Go 性能說明
7.2 切片
8.0 Map
3.1 Go 開發(fā)環(huán)境的基本要求
5.6 標簽與 goto
6.10 使用閉包調試
9.5 自定義包和可見性
4.3 常量
?# 11.2 接口嵌套接口
6.5 內置函數(shù)
前言
10.8 垃圾回收和 SetFinalizer
2.8 Go 解釋器
13.7 Go 中的單元測試和基準測試
6.8 閉包
4.9 指針
13.1 錯誤處理
10.1 結構體定義
5.1 if-else 結構
6.6 遞歸函數(shù)
9.9 通過 Git 打包和安裝
2.7 Go 運行時(runtime)
10.7 類型的 String() 方法和格式化描述符
3.7 其它工具
9.6 為自定義包使用 godoc
11.12 接口與動態(tài)類型
13.3 從 panic 中恢復(Recover)
10.3 使用自定義包中的結構體
11.14 結構體、集合和高階函數(shù)
3.6 生成代碼文檔
9.2 regexp 包
4.1 文件名、關鍵字與標識符
?# 11.6 使用方法集與接口
7.0 數(shù)組與切片
7.1 聲明和初始化
12.11 用 Gob 傳輸數(shù)據(jù)
5.5 Break 與 continue
1.1 起源與發(fā)展
?# 11 接口(Interfaces)與反射(reflection)
6.9 應用閉包:將函數(shù)作為返回值
4.2 Go 程序的基本結構和要素
8.6 將 map 的鍵值對調
6.11 計算函數(shù)執(zhí)行時間
5.0 控制結構
10.5 匿名字段和內嵌結構體
4.6 字符串
3.0 編輯器、集成開發(fā)環(huán)境與其它工具
13.8 測試的具體例子
7.6 字符串、數(shù)組和切片的應用
8.4 map 類型的切片
3.9 與其它語言進行交互
7.3 For-range 結構
9.7 使用 go install 安裝自定義包
6.0 函數(shù)
9.8 自定義包的目錄結構、go install 和 go test
6.3 傳遞變長參數(shù)
13.9 用(測試數(shù)據(jù))表驅動測試
11.9 空接口
8.1 聲明、初始化和 make
6.2 函數(shù)參數(shù)與返回值
9.11 在 Go 程序中使用外部庫
3.3 調試器
4.5 基本類型和運算符
?# 11.8 第二個例子:讀和寫
12.5 用 buffer 讀取文件
總結:Go 中的面向對象
11.10 反射包
12.7 用 defer 關閉文件
9.4 精密計算和 big 包
4.4 變量
6.1 介紹
13.4 自定義包中的錯誤處理和 panicking
12.4 從命令行讀取參數(shù)
9.10 Go 的外部包和項目
8.3 for-range 的配套用法
3.5 格式化代碼
10.4 帶標簽的結構體
7.5 切片的復制與追加
?# 11.3 類型斷言:如何檢測和轉換接口變量的類型
5.4 for 結構
4.8 時間和日期
2.3 在 Linux 上安裝 Go
12 讀寫數(shù)據(jù)
6.12 通過內存緩存來提升性能
9.1 標準庫概述
12.6 用切片讀寫文件
10 結構(struct)與方法(method)
8.5 map 的排序
12.9 JSON 數(shù)據(jù)格式
13.5 一種用閉包處理錯誤的模式
3.2 編輯器和集成開發(fā)環(huán)境
12.12 Go 中的密碼學
5.2 測試多返回值函數(shù)的錯誤
6.7 將函數(shù)作為參數(shù)
8.2 測試鍵值對是否存在及刪除元素
3.4 構建并運行 Go 程序
2.1 平臺與架構
5.3 switch 結構

13.10 性能調試:分析并優(yōu)化 Go 程序

13.10.1 時間和內存消耗

可以用這個便捷腳本 xtime 來測量:

#!/bin/sh
/usr/bin/time -f '%Uu %Ss %er %MkB %C' "$@"

在 Unix 命令行中像這樣使用 xtime goprogexec,這里的 progexec 是一個 Go 可執(zhí)行程序,這句命令行輸出類似:56.63u 0.26s 56.92r 1642640kB progexec,分別對應用戶時間,系統(tǒng)時間,實際時間和最大內存占用。

13.10.2 用 go test 調試

如果代碼使用了 Go 中 testing 包的基準測試功能,我們可以用 gotest 標準的 -cpuprofile-memprofile 標志向指定文件寫入 CPU 或 內存使用情況報告。

使用方式:go test -x -v -cpuprofile=prof.out -file x_test.go

編譯執(zhí)行 x_test.go 中的測試,并向 prof.out 文件中寫入 cpu 性能分析信息。

13.10.3 用 pprof 調試

你可以在單機程序 progexec 中引入 runtime/pprof 包;這個包以 pprof 可視化工具需要的格式寫入運行時報告數(shù)據(jù)。對于 CPU 性能分析來說你需要添加一些代碼:

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(err)
        }
        pprof.StartCPUProfile(f)
        defer pprof.StopCPUProfile()
    }
...

代碼定義了一個名為 cpuprofile 的 flag,調用 Go flag 庫來解析命令行 flag,如果命令行設置了 cpuprofile flag,則開始 CPU 性能分析并把結果重定向到那個文件。(os.Create 用拿到的名字創(chuàng)建了用來寫入分析數(shù)據(jù)的文件)。這個分析程序最后需要在程序退出之前調用 StopCPUProfile 來刷新掛起的寫操作到文件中;我們用 defer 來保證這一切會在 main 返回時觸發(fā)。

現(xiàn)在用這個 flag 運行程序:progexec -cpuprofile=progexec.prof

然后可以像這樣用 gopprof 工具:gopprof progexec progexec.prof

gopprof 程序是 Google pprofC++ 分析器的一個輕微變種;關于此工具更多的信息,參見https://github.com/gperftools/gperftools

如果開啟了 CPU 性能分析,Go 程序會以大約每秒 100 次的頻率阻塞,并記錄當前執(zhí)行的 goroutine 棧上的程序計數(shù)器樣本。

此工具一些有趣的命令:

1)topN

用來展示分析結果中最開頭的 N 份樣本,例如:top5 它會展示在程序運行期間調用最頻繁的 5 個函數(shù),輸出如下:

Total: 3099 samples
626 20.2% 20.2% 626 20.2% scanblock
309 10.0% 30.2% 2839 91.6% main.FindLoops
...

第 5 列表示函數(shù)的調用頻度。

2)webweb 函數(shù)名

該命令生成一份 SVG 格式的分析數(shù)據(jù)圖表,并在網絡瀏覽器中打開它(還有一個 gv 命令可以生成 PostScript 格式的數(shù)據(jù),并在 GhostView 中打開,這個命令需要安裝 graphviz)。函數(shù)被表示成不同的矩形(被調用越多,矩形越大),箭頭指示函數(shù)調用鏈。

3)list 函數(shù)名weblist 函數(shù)名

展示對應函數(shù)名的代碼行列表,第 2 列表示當前行執(zhí)行消耗的時間,這樣就很好地指出了運行過程中消耗最大的代碼。

如果發(fā)現(xiàn)函數(shù) runtime.mallocgc(分配內存并執(zhí)行周期性的垃圾回收)調用頻繁,那么是應該進行內存分析的時候了。找出垃圾回收頻繁執(zhí)行的原因,和內存大量分配的根源。

為了做到這一點必須在合適的地方添加下面的代碼:

var memprofile = flag.String("memprofile", "", "write memory profile to this file")
...

CallToFunctionWhichAllocatesLotsOfMemory()
if *memprofile != "" {
    f, err := os.Create(*memprofile)
    if err != nil {
        log.Fatal(err)
    }
    pprof.WriteHeapProfile(f)
    f.Close()
    return
}

用 -memprofile flag 運行這個程序:progexec -memprofile=progexec.mprof

然后你可以像這樣再次使用 gopprof 工具:gopprof progexec progexec.mprof

top5,list 函數(shù)名 等命令同樣適用,只不過現(xiàn)在是以 Mb 為單位測量內存分配情況,這是 top 命令輸出的例子:

Total: 118.3 MB
    66.1 55.8% 55.8% 103.7 87.7% main.FindLoops
    30.5 25.8% 81.6% 30.5 25.8% main.*LSG·NewLoop
    ...

從第 1 列可以看出,最上面的函數(shù)占用了最多的內存。

同樣有一個報告內存分配計數(shù)的有趣工具:

gopprof --inuse_objects progexec progexec.mprof

對于 web 應用來說,有標準的 HTTP 接口可以分析數(shù)據(jù)。在 HTTP 服務中添加

import _ "http/pprof"

會為 /debug/pprof/ 下的一些 URL 安裝處理器。然后你可以用一個唯一的參數(shù)——你服務中的分析數(shù)據(jù)的 URL 來執(zhí)行 gopprof 命令——它會下載并執(zhí)行在線分析。

gopprof http://localhost:6060/debug/pprof/profile # 30-second CPU profile
gopprof http://localhost:6060/debug/pprof/heap # heap profile

在 Go-blog(引用 15)中有一篇很好的文章用具體的例子進行了分析:分析 Go 程序(2011年6月)。

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