高性能Go併發

1.管道chan吞吐極限10,000,000，單次Put,Get耗時大約100ns/op，不管是採用單Go程，仍是多Go程併發(併發數:100, 10000, 100000)，耗時均沒有變化，Go內核這對chan進行優化。

解決之道：在系統設計時，避免使用管道chan傳遞主業務數據，避免將業務流程處理流程分割到對個Go程中執行，這樣作減小chan傳輸耗時，和Go程調度耗時，性能會有很大的提高。

案例分析：nsq和nats都是實時消息隊列，nsq在客戶端端和服務端大量使用chan轉發消息，致使性能不佳，只有100,000／s；而nats服務端在分發消息流程中，沒有使用chan，只在客戶端接收時使用chan，性能可達到1,000,000／s。

2.互斥鎖Mutex在單Go程時Lock,Unlock耗時大約20ns/op，可是採用多Go程時，性能急劇降低，併發越大耗時越長，在Go1.5併發數達到1024耗時900ns/op，Go1.6優化到300ns/op，究其緣由，是構建在CPU的原子操做之上，搶佔過於頻繁將致使，消耗大量CPU時鐘，進而CPU多核沒法並行。

解決之道：採用分區，將須要互斥保護的數據，分紅多個固定分區(建議是2的整數倍，如256)，訪問時先定位分區(不互斥)，這樣就可下降多個Go程競爭1個數據分區的機率。

案例分析：Golang的Go程調度模塊，在管理大量的Go程，使用的就是數據分區。

3.select異步操做在單管道時耗時120ns/op，可是隨着管道數增長，性能線性降低，每增長1個管道增長100ns/op，究其緣由，slelect時當chan數超過1後，Go內部是建立一個Go程，有它每1ms輪訓的方式檢查每一個chan是否可用，而不是採用事件觸發。

解決之道：在select中避免使用過多的管道chan分支，或者把沒法用到的chan置爲nil；解決select超時，避免使用單獨的超時管道，應與數據返回管道共享。

案例分析：nsq和nats都是實時消息隊列，因爲nsq大量使用chan，這就必然致使大量使用select對多chan操做，結果是性能不高。

4.Go調度性能低下，當出現1,000,000Go程時，Go的調度器的性能急劇降低。

解決之道：避免動態建立Go程，服務端收到數據並處理的流程中，避免使用chan傳遞業務數據，這樣會引發Go程調度。

案例分析：nsq和nats都是實時消息隊列，因爲nsq大量使用chan，這就必然致使在服務過程當中，引發Go調度，結果是性能不高。

5.defer性能不高，每次defer耗時100ns，，在一個func內連續出現屢次，性能消耗是100ns*n，累計出來浪費的cpu資源很大的。

解決之道：除了須要異常捕獲時，必須使用defer；其它資源回收類defer，能夠判斷失敗後，使用goto跳轉到資源回收的代碼區。

補充：defer 在 go1.8 快了一倍了。runtime: defer is slow · Issue #14939 · golang/go · GitHub

6.內存管理器性能低下，申請16字節的內存，單次消耗30ns，64字節單次消耗70ns，隨着申請內存尺寸的增加，耗時會迅速增加。加上GC的性能在1.4, 1.5是都不高，直到1.6, 1.7才獲得改善。

解決之道：建議使用pool，單次Put，Get的耗時大約在28ns，在併發狀況下可達到18ns，比起每次建立，會節省不少的CPU時鐘。

補充： 單純看 Put, Get 耗時不高，可是 pool 取出來的是 interface{}，須要類型斷言成實際類型，放進去的時候，還要把實際類型轉換成 interface{}（雖然是自動的），這個轉換的過程對於簡單類型每次須要 30ns，複雜的結構體時間會長的多，因此這個開銷算上的話，用 pool 方案反而會致使性能降低。

 

 

出於性能考慮的最佳實踐和建議

 

（1）儘量的使用:=去初始化聲明一個變量（在函數內部）；

 

（2）儘量的使用字符代替字符串；

 

（3）儘量的使用切片代替數組；

 

（4）儘量的使用數組和切片代替映射（詳見參考文獻15）；

 

（5）若是隻想獲取切片中某項值，不須要值的索引，儘量的使用for range去遍歷切片，這比必須查詢切片中的每一個元素要快一些；

 

（6）當數組元素是稀疏的（例若有不少0值或者空值nil），使用映射會下降內存消耗；

 

（7）初始化映射時指定其容量；

 

（8）當定義一個方法時，使用指針類型做爲方法的接受者；

 

（9）在代碼中使用常量或者標誌提取常量的值；

 

（10）儘量在須要分配大量內存時使用緩存；

 

（11）使用緩存模板（參考章節15.7）。