從Baa開發中總結Go語言效能漸進優化

在go生態已經有很多web框架，但感覺沒有乙個符合我們的想法，我們想要乙個簡潔高效的核心框架，提供路由，context，中介軟體和依賴注入，而且拒絕使用正則和反射，於是我們開始構建baa框架。一開始使用最簡單的通俗寫法實現了第一版的功能，基本可用，但是效能爛到爆，優化之路漫漫開啟。

最好的文章應該是每一步都加上優化前後的benchmark對比結果，給讀者以最直觀的感受。我先bs一下自己，因為我懶了，沒有再回頭一步步去對比這個結果圖。

這是我們做這個框架時的乙個基本原則，整個實現中沒有使用過regexp、reflect包。這是我們對效能追求的基礎。帶來的另乙個收益是，沒有魔法，都是非常容易理解的實現，讓整個框架變得簡單。

在我上次翻譯的文章cockroachdb gc優化總結中介紹過這些方法，在《go語言聖經》中作者也介紹了這個方法，使用 sync.pool 可以在一次gc之間重用物件，避免物件的頻繁建立和記憶體分配。我們在追求效能的過程中，要盡可能減少甚至達到記憶體零分配，這是乙個最重要的用法。

在baa中有如下**片段：

b.pool = sync.pool ,
}

使用的時候：

c := b.pool.get().(*context)
c.reset(w, r)

使用完：

b.pool.put(c)

slice的本質就是就是乙個可變長度的array，根據儲存的容量會動態的重新分配記憶體遷移資料。如果長度不斷變化，會導致不斷的重新分配記憶體，在特定場景下，如果我們可以使用乙個定長的array來優化記憶體分配。

var namearr [1024]string
pnames := namearr[0:0]

pnames 是乙個slice，但資料操作總是在array namearr上完成，在整個使用過程中不會重新分配記憶體。
上面的偽**，在baa中已經不存在了，baa改用了下面的技巧來取代定長的array。
slice的重用，其實和上面的利用array優化基本一致，就是初始分配乙個較大的容量，盡可能在使用的過程中都不會超出容量，當然也不用擔心，萬一不夠用了，會自動擴容，只不過會進行一次記憶體分配。
在baa中有如下**片段：

func (c *context) reset(w http.responsewriter, r *http.request)注意newcontext中的 c.pnames和c.pvalues 以及 reset中的 c.pnames和c.pvalues，通過 slice[:0] 來重用之前的slice，避免記憶體重新分配。至於上面的長度32，是根據經驗得來的乙個值，盡可能保證長度滿足大部分情況下的需求又不太大。

在第一版中，路由就是乙個map，路由匹配就是乙個range，簡單，清晰，但效能自然不好。參考了macaron和echo框架的設計，都是使用基數樹(radix tree)來實現的，只是實現的細節不同，這裡我們也有不同的細節實現，但思路基本沒變。具體實現可以參考 wiki，和 baa router部分 router.go

很多文章介紹過了，盡量使用 byte 替代 string，這裡我們也是這麼做的。

map和slice的range效能差乙個數量級啊，所以，你會發現我們取消了大量的map改為了slice，在slice也能重用這一節的**示例中 pnames和pvalues就是用來取代原來的 map[string]string，因為map range的效率太低了。

slice的迭代是很快，可是總還是迭代，是迭代就有開銷，為了追求極致的效能也是瘋了。在路由匹配時，我們給所有的路由pattern設定了單位元組的index，如果首字母都不匹配，就沒有必要繼續後面的字元匹配了。

路由條目建立：

// newroute create a route item
func newroute(pattern string, handles handlerfunc, router *router) *route

路由條目匹配：

// findchild find child static route
func (r *route) findchild(b byte) *route 
}return nil
}

注意r.alpha就是用來盡可能避免迭代進一步提高效能的。

離目標越來越近，但還有一點差距，我們也越來越瘋狂，最後居然乾成了這樣，我們把部分頻繁呼叫的函式取消，改為直接在乙個函式中完成，因為我們發現，即使只是乙個函式呼叫，***也是開銷呀。

在整個過程中，如何一步步分析效能問題，定位可優化的地方，go test -cpuprofile, go test -memprofile, go test -bench 就是最好的工具，每修改一次，bench看結果，profile看效能分析。

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Go語言效能優化 For Range 效能研究

程式語言效能實測，Go 和 Python誰更牛？

總結boss中對go語言開發的要求

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