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提升您的 Go 應(yīng)用性能的六種方法

來(lái)源: 責(zé)編: 時(shí)間:2023-11-07 17:16:57 285觀看
導(dǎo)讀優(yōu)化您的 Go 應(yīng)用程序1. 如果您的應(yīng)用程序在 Kubernetes 中運(yùn)行,請(qǐng)自動(dòng)設(shè)置 GOMAXPROCS 以匹配 Linux 容器的 CPU 配額Go 調(diào)度器 可以具有與運(yùn)行設(shè)備的核心數(shù)量一樣多的線程。由于我們的應(yīng)用程序在 Kubernetes 環(huán)境中

優(yōu)化您的 Go 應(yīng)用程序

1. 如果您的應(yīng)用程序在 Kubernetes 中運(yùn)行,請(qǐng)自動(dòng)設(shè)置 GOMAXPROCS 以匹配 Linux 容器的 CPU 配額

Go 調(diào)度器 可以具有與運(yùn)行設(shè)備的核心數(shù)量一樣多的線程。由于我們的應(yīng)用程序在 Kubernetes 環(huán)境中的節(jié)點(diǎn)上運(yùn)行,當(dāng)我們的 Go 應(yīng)用程序開(kāi)始運(yùn)行時(shí),它可以擁有與節(jié)點(diǎn)中的核心數(shù)量一樣多的線程。由于許多不同的應(yīng)用程序在這些節(jié)點(diǎn)上運(yùn)行,因此這些節(jié)點(diǎn)可能包含相當(dāng)多的核心。taY28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

通過(guò)使用 https://github.com/uber-go/automaxprocs,Go 調(diào)度器使用的線程數(shù)量將與您在 k8s yaml 中定義的 CPU 限制一樣多。taY28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

示例:taY28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

應(yīng)用程序 CPU 限制(在 k8s.yaml 中定義):1 核心 節(jié)點(diǎn)核心數(shù)量:64taY28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

通常情況下,Go 調(diào)度器會(huì)嘗試使用 64 個(gè)線程,但如果我們使用 automaxprocs,它將僅使用一個(gè)線程。taY28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

我觀察到在我實(shí)施這個(gè)方法的應(yīng)用程序中有相當(dāng)大的性能提升。約 60% 的 CPU 使用率,約 30% 的內(nèi)存使用率和約 30% 的響應(yīng)時(shí)間。taY28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

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2. 對(duì)結(jié)構(gòu)體字段進(jìn)行排序

結(jié)構(gòu)體中字段的順序直接影響您的內(nèi)存使用情況。taY28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

例如:taY28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

type testStruct struct { testBool1  bool    // 1 byte testFloat1 float64 // 8 bytes testBool2  bool    // 1 byte testFloat2 float64 // 8 bytes}

您可能會(huì)認(rèn)為這個(gè)結(jié)構(gòu)體將占用 18 字節(jié),但實(shí)際上不會(huì)。taY28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

func main() { a := testStruct{} fmt.Println(unsafe.Sizeof(a)) // 32 bytes}

這是因?yàn)樵?64 位架構(gòu)中內(nèi)部?jī)?nèi)存對(duì)齊的工作方式。taY28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

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many boxes showing 8 bytes of testbool1, testFIoat1, testbool2, testFIoat2taY28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

我們?nèi)绾谓档蛢?nèi)存使用?我們可以根據(jù)內(nèi)存填充來(lái)對(duì)字段進(jìn)行排序。taY28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

type testStruct struct { testFloat1 float64 // 8 bytes testFloat2 float64 // 8 bytes testBool1  bool    // 1 byte testBool2  bool    // 1 byte}func main() { a := testStruct{} fmt.Println(unsafe.Sizeof(a)) // 24 bytes}

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我們并不總是需要手動(dòng)排序這些字段。您可以使用諸如 fieldalignment 等工具來(lái)自動(dòng)對(duì)結(jié)構(gòu)體進(jìn)行排序。taY28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

fieldalignment -fix ./... 

3. 垃圾回收調(diào)優(yōu)

在 Go 1.19 之前,我們只能使用 GOGC(runtime/debug.SetGCPercent) 來(lái)配置垃圾回收周期;然而,在某些情況下,我們可能會(huì)超出內(nèi)存限制。隨著 Go 1.19 的到來(lái),我們現(xiàn)在擁有了 GOMEMLIMIT。GOMEMLIMIT 是一個(gè)新的環(huán)境變量,允許用戶(hù)限制 Go 進(jìn)程可以使用的內(nèi)存量。這個(gè)功能提供了更好的控制 Go 應(yīng)用程序內(nèi)存使用的方式,防止它們使用過(guò)多的內(nèi)存導(dǎo)致性能問(wèn)題或崩潰。通過(guò)設(shè)置 GOMEMLIMIT 變量,用戶(hù)可以確保其 Go 程序在系統(tǒng)上平穩(wěn)高效地運(yùn)行,而不會(huì)對(duì)系統(tǒng)造成不必要的壓力。taY28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

它并不替代 GOGC,而是與之配合使用。您還可以禁用 GOGC 百分比配置,只使用 GOMEMLIMIT 來(lái)觸發(fā)垃圾回收。taY28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

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GOGC 設(shè)為 100 和內(nèi)存限制為 100MBtaY28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

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GOGC 設(shè)為關(guān)閉(off)并且內(nèi)存限制為 100taY28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

在減少垃圾回收的運(yùn)行量方面有明顯的效果,但在應(yīng)用此設(shè)置時(shí)需要小心。如果您不了解應(yīng)用程序的極限,請(qǐng)不要將 GOGC=off。taY28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

4. 使用 unsafe 包進(jìn)行字符串 <-> 字節(jié)轉(zhuǎn)換而不進(jìn)行復(fù)制

在字符串與字節(jié)之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換時(shí),我們通常會(huì)進(jìn)行變量的復(fù)制。但在 Go 內(nèi)部,這兩種類(lèi)型通常使用 StringHeader 和 SliceHeader 值。我們可以在這兩種類(lèi)型之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換,而不進(jìn)行額外的分配。taY28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

// For Go 1.20 and higherfunc StringToBytes(s string) []byte { return unsafe.Slice(unsafe.StringData(s), len(s))}func BytesToString(b []byte) string { return unsafe.String(unsafe.SliceData(b), len(b))}// For lower versions// Check the example here// https://github.com/bcmills/unsafeslice/blob/master/unsafeslice.go#L116

諸如 fasthttp 和 fiber 等庫(kù)也在其內(nèi)部使用這種結(jié)構(gòu)。taY28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

注意: 如果您的字節(jié)或字符串值可能會(huì)在后續(xù)發(fā)生更改,請(qǐng)不要使用此特性。taY28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

5. 使用 jsoniter 替代 encoding/json

我們通常在代碼中使用 Marshal 和 Unmarshal 方法來(lái)進(jìn)行序列化或反序列化。taY28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

Jsoniter 是 encoding/json 的 100% 兼容的替代品。taY28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

以下是一些性能基準(zhǔn):taY28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

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將其替換為 encoding/json 非常簡(jiǎn)單:taY28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

import "encoding/json"json.Marshal(&data)json.Unmarshal(input, &data)import jsoniter "github.com/json-iterator/go"var json = jsoniter.ConfigCompatibleWithStandardLibraryjson.Marshal(&data)json.Unmarshal(input, &data)

6. 使用 sync.Pool 來(lái)減少堆分配

對(duì)象池背后的主要概念是避免重復(fù)創(chuàng)建和銷(xiāo)毀對(duì)象的開(kāi)銷(xiāo),這可能會(huì)對(duì)性能產(chǎn)生負(fù)面影響。taY28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

緩存先前分配但未使用的項(xiàng)目有助于減輕垃圾回收器的負(fù)擔(dān),并允許稍后重新使用它們。taY28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

以下是一個(gè)示例:taY28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

type Person struct { Name string}var pool = sync.Pool{ New: func() any {  fmt.Println("Creating a new instance")  return &Person{} },}func main() { person := pool.Get().(*Person) fmt.Println("Get object from sync.Pool for the first time:", person) person.Name = "Mehmet" fmt.Println("Put the object back in the pool") pool.Put(person) fmt.Println("Get object from pool again:", pool.Get().(*Person)) fmt.Println("Get object from pool again (new one will be created):", pool.Get().(*Person))}//Creating a new instance//Get object from sync.Pool for the first time: &{}//Put the object back in the pool//Get object from pool again: &{Mehmet}//Creating a new instance//Get object from pool again (new one will be created): &{}

通過(guò)使用 sync.Pool,我解決了 New Relic Go Agent 中的內(nèi)存泄漏問(wèn)題。以前,它為每個(gè)請(qǐng)求創(chuàng)建一個(gè)新的 gzip writer。我創(chuàng)建了一個(gè)池,以便代理程序可以使用該池中的 writer,而不是為每個(gè)請(qǐng)求創(chuàng)建新的 gzip writer 實(shí)例,從而大大減少了堆使用,并因此減少了系統(tǒng)的垃圾回收次數(shù)。這個(gè)改進(jìn)大約將我們應(yīng)用程序的 CPU 使用率降低了約 40%,內(nèi)存使用率降低了約 22%。taY28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

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