Golang ---基准测试
什么是基准测试
基准测试,是一种测试代码性能的方法,比如你有多种不同的方案,都可以解决问题,那么到底是那种方案性能更好呢?这时候基准测试就派上用场了。
基准测试主要是通过测试CPU和内存的效率问题,来评估被测试代码的性能,进而找到更好的解决方案。比如链接池的数量不是越多越好,那么哪个值才是最优值呢,这就需要配合基准测试不断调优了。
如何编写基准测试
基准测试代码的编写和单元测试非常相似,它也有一定的规则,我们先看一个示例。
itoa_test.go
- package gotest
- import (
- "fmt"
- "testing"
- )
- //itoa_test.go
- func BenchmarkSprintf(b *testing.B) {
- num := 10
- b.ResetTimer()
- for i := 0; i < b.N; i++ {
- fmt.Sprintf("%d", num)
- }
- }
这是一个基准测试的例子,从中我们可以看出以下规则:
- 基准测试的代码文件必须以
_test.go
结尾 - 基准测试的函数必须以
Benchmark
开头,必须是可导出的 - 基准测试函数必须接受一个指向Benchmark类型的指针作为唯一参数
- 基准测试函数不能有返回值
b.ResetTimer
是重置计时器,这样可以避免for
循环之前的初始化代码的干扰
最后的for循环很重要,被测试的代码要放到循环里
b.N
是基准测试框架提供的,表示循环的次数,因为需要反复调用测试的代码,才可以评估性能
下面我们运行下基准测试,看看效果。
运行基准测试也要使用go test
命令,不过我们要加上-bench=
标记,它接受一个表达式作为参数,匹配基准测试的函数,.表示运行所有基准测试。
因为默认情况下go test
会运行单元测试,为了防止单元测试的输出影响我们查看基准测试的结果,可以使用-run=
匹配一个从来没有的单元测试方法,过滤掉单元测试的输出,我们这里使用none
,因为我们基本上不会创建这个名字的单元测试方法。
下面着重解释下说出的结果,看到函数后面的-2
了吗?这个表示运行时对应的GOMAXPROCS
的值。接着的5000000表示运行for
循环的次数,也就是调用被测试代码的次数,最后的290 ns/op表示每次需要话费290纳秒。
以上是测试时间默认是1秒,也就是1秒的时间,调用5000000次,每次调用花费290纳秒。如果想让测试运行的时间更长,可以通过-benchtime
指定,比如3秒。
可以发现,我们加长了测试时间,测试的次数变多了,但是最终的性能结果:每次执行的时间,并没有太大变化。一般来说这个值最好不要超过3秒,意义不大。
性能对比
上面那个基准测试的例子,其实是一个int
类型转为string
类型的例子,标准库里还有几种方法,我们看下哪种性能更加。
- package gotest
- import (
- "fmt"
- "strconv"
- "testing"
- )
- func BenchmarkSprintf(b *testing.B) {
- num := 10
- b.ResetTimer()
- for i := 0; i < b.N; i++ {
- fmt.Sprintf("%d", num)
- }
- }
- func BenchmarkFormat(b *testing.B) {
- num := int64(10)
- b.ResetTimer()
- for i := 0; i < b.N; i++ {
- strconv.FormatInt(num, 10)
- }
- }
- func BenchmarkItoa(b *testing.B) {
- num := 10
- b.ResetTimer()
- for i := 0; i < b.N; i++ {
- strconv.Itoa(num)
- }
- }
运行基准测试,看看结果
从结果上看strconv.FormatInt
函数是最快的,其次是strconv.Itoa
,然后是fmt.Sprintf
最慢,前两个函数性能达到了最后一个的10倍多。那么最后一个为什么这么慢的,我们再通过-benchmem
找到根本原因。
-benchmem
可以提供每次操作分配内存的次数,以及每次操作分配的字节数。allocs/op 表示每次操作从堆上分配内存的次数。B/op 表示每次操作分配的字节数。从结果我们可以看到,性能高的两个函数,每次操作都是进行0次内存分配,而最慢的那个要分配2次;性能高的每次操作分配8个字节内存,而慢的那个函数每次需要分配0字节的内存。从这个数据我们就知道它为什么这么慢了,内存分配都占用都太高。
在代码开发中,对于我们要求性能的地方,编写基准测试非常重要,这有助于我们开发出性能更好的代码。不过性能、可用性、复用性等也要有一个相对的取舍,不能为了追求性能而过度优化。
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