Golang中降本增效的常規(guī)實(shí)踐
最近一年各大中小廠都在搞"優(yōu)化"，說到優(yōu)化，目的還是"降本增效"，降低成本，增加效益（效率）。
技術(shù)層面，也有一些降本增效的常規(guī)操作。
比如池化、io緩沖區(qū)技術(shù)
golang | C# | eg. | |
池化技術(shù) | snnc.Pool | ObjectPool | 前端切圖仔，歸入前端資源池 ， 隨用隨取 |
字節(jié)數(shù)組緩沖區(qū) | bytes.Buffer | List | --- |
io緩沖區(qū) | bufio | BufferStream | 適度超前，賽道埋伏 |
池化技術(shù) sync.Pool
sync.Pool位于標(biāo)準(zhǔn)庫，該文件提供了對(duì)臨時(shí)對(duì)象的重復(fù)使用能力， 避免了頻繁的gc， 對(duì)并發(fā)協(xié)程是安全的。
該文件只有三個(gè)控制點(diǎn)：
- ? New: 默認(rèn)的臨時(shí)對(duì)象
- ? Get：從池中哪一個(gè)臨時(shí)對(duì)象
- ? Put：放回池中，以重用
下面使用基準(zhǔn)測(cè)試進(jìn)行b.N*1000次運(yùn)算時(shí)的內(nèi)存消耗。
package main
import (
"sync"
"testing"
)
type Person struct {
Age int
}
var (
personPool = sync.Pool{
New: func() interface{} { // 設(shè)置默認(rèn)值
return &Person{}
},
}
)
func ExampleObjPool() {
var p *Person
for i := 0; i < 1000; i++ {
for j := 0; j < 1000; j++ {
p = personPool.Get().(*Person)
p.Age = i + 1
personPool.Put(p)
}
}
p = personPool.Get().(*Person)
fmt.Println(p.Age)
// output:1000
}
func BenchmarkWithoutPool(b *testing.B) {
var p *Person
b.ReportAllocs()
b.ResetTimer()
for i := 0; i < b.N; i++ {
for j := 0; j < 1000; j++ {
p = new(Person) // 每次均產(chǎn)生臨時(shí)對(duì)象
p.Age = 23
}
}
}
func BenchmarkWithPool(b *testing.B) {
var p *Person
b.ReportAllocs()
b.ResetTimer()
for i := 0; i < b.N; i++ {
for j := 0; j < 1000; j++ {
p = personPool.Get().(*Person) // 從池中復(fù)用對(duì)象
p.Age = 23
personPool.Put(p) // 放回以重用
}
}
}測(cè)試結(jié)果如下，sync.Pool[重用臨時(shí)對(duì)象]的性能可見一斑。
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bytes.Buffer
golang很多方法內(nèi)充斥了[]byte, 就連最常規(guī)的序列化/反序列化，返回值/參數(shù)都是[]byte, 但是slice是一個(gè)冷冰冰的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，沒有得心趁手的操作行為，還有很多陷阱。
func Marshal(v any) ([]byte, error)
func Unmarshal(data []byte, v any)A bytes.Buffer is a variable-sized buffer of bytes with Read and Write methods.
坦白講bytes.Buffer并非底層優(yōu)化機(jī)制， 實(shí)際提供了一個(gè)友好操作slice的方式。
下面的"abcd"字符串，先讀取首字符、后面追加字符"e"：
var b bytes.Buffer
b.Write([]byte("abcd")) // 寫入之后，自動(dòng)擴(kuò)容
rdbuf := make([]byte, 1)
_, err := b.Read(rdbuf) // 讀取一個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)，移動(dòng)讀off指針
if err != nil {
panic(err)
}
fmt.Println(b.String()) // 上面讀取了一個(gè)字符，讀off已經(jīng)移動(dòng)，現(xiàn)從讀off位置轉(zhuǎn)換為string
b.WriteByte('e') // 在尾部寫字符
fmt.Println(b.String())
fmt.Printf("%d, %d \n", b.Len(), b.Cap()) // Len方法返回還能讀取的字符數(shù)量,Cap返回底層buf的容量
//output：
bcd
bcde
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io緩沖區(qū) bufio
Package bufio implements buffered I/O. It wraps an io.Reader or io.Writer object, creating another object (Reader or Writer) that also implements the interface but provides buffering and some help for textual I/O.
圖片
首先我們需要知道當(dāng)應(yīng)用程序執(zhí)行IO操作(從文件、網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)庫讀取或?qū)懭霐?shù)據(jù)),它將觸發(fā)底層的系統(tǒng)調(diào)用，從性能角度來看，這很繁重。
緩沖IO是一種技術(shù)，用于在傳遞之前暫時(shí)積累IO操作的結(jié)果。這種技術(shù)可以通過減少系統(tǒng)調(diào)用的次數(shù)來提高程序的速度。
例如，如果您想要逐字節(jié)地從磁盤讀取數(shù)據(jù)，與每次直接從磁盤讀取每個(gè)字節(jié)相比，使用緩沖區(qū)IO技術(shù)，我們可以一次將一個(gè)數(shù)據(jù)塊讀入緩沖區(qū)，然后消費(fèi)者可以以任何您想要的方式從緩沖區(qū)讀取數(shù)據(jù)。通過減少繁重的系統(tǒng)調(diào)用，性能將得到提高。
磁盤：1.尋址：ms（毫秒） 2.磁盤帶寬[1]：MB/s
內(nèi)存：1.尋址：ns(納秒) 2. 內(nèi)存帶寬[2]：GB/s
磁盤比內(nèi)存在尋址上慢了10W倍，傳輸帶寬上慢了20倍。
開源的帶緩沖區(qū)的logrus日志寫入hook[3]，就利用了bufio技術(shù)。
// 利用bufio針對(duì)原始io.Writer封裝成帶緩沖區(qū)的io.Writer
`s.writer = bufio.NewWriterSize(s.Writer, size)
......
if len(bs) > s.writer.Available() && s.writer.Buffered() > 0 {
if err := s.writer.Flush(); err != nil {
return err
}
}
_, err = s.writer.Write(bs)`優(yōu)化總結(jié)
- sync.Pool 復(fù)用臨時(shí)對(duì)象，減少內(nèi)存分配和gc次數(shù)
- bufio利用緩沖區(qū)，減少笨重的系統(tǒng)調(diào)用
- 其實(shí)就是“降本增效”的體現(xiàn)。
引用鏈接
[1] 磁盤帶寬: https://it.sohu.com/a/580279682_121118998
[2] 內(nèi)存帶寬: https://baike.baidu.com/item/內(nèi)存帶寬
[3] 帶緩沖區(qū)的logrus日志寫入hook: https://github.com/zwbdzb/logrus-bufferedWriter-hook
