golang基准测试详解

Posted 2021-03-05 xiaoxlm

为什么需要基准测试？

如果你的代码中有性能问题，或者你怀疑某段代码有性能问题(当然最好得明确排除I/O性能问题)，可以用基准测试生成CPU分析报告。

基准测试前的准备

生成以_test后缀的go文件(例：xxx_test.go)后，编写基准测试用例，以Benchmark开头的。以测试冒泡排序为例，代码如下:

func BenchmarkSort(b *testing.B) {
   arr := make([]int, 100000)
   for i:=100000; i > 0; i-- {
      arr = append(arr, i)
   }
   
   b.ResetTimer()
   for i := 0; i < b.N; i++ {
      bubbleSort(arr)
   }
}

func bubbleSort(nums []int) []int {
   length := len(nums)
   for i := 1; i < length; i++ {
      for j := length - 1; j >= i; j-- {
         if nums[j] < nums[j-1] {
            nums[j], nums[j-1] = nums[j-1], nums[j]
         }
      }
   }
   return nums
}

用例中一些细节的说明

基准测试函数会被一直调用直到b.N无效，它是基准测试循环的次数
b.N 从 1 开始，如果基准测试函数在1秒内就完成 (默认值)，则 b.N 增加，并再次运行基准测试函数。
b.N 在近似这样的序列中不断增加；1, 2, 3, 5, 10, 20, 30, 50, 100 等等，

b.ResetTimer(). 开始执行for b.N循环前需要一些准备时间，可以通过该命令重制基准计时器。
b.StopTimer()和b.StartTimer()。如果在for b.N内还有一些为测试方法准备的前置条件，可以用b.StopTimer()暂停基准计时器，然后再用b.StartTimer()启动计时器。例：

for i := 0; i < b.N; i++ {

　　b.StopTimer()

   someBeforTest()

　　b.StartTimer()

   bubbleSort(arr)
}

　　

运行基准测试用例

在测试文件目录下执行 
go test -bench=^BenchmarkSort$ -run=^$ -benchmem -cpuprofile=cpuprof

参数说明

-run 　　　　　　　　  // go test 会在运行基准测试之前之前执行包里所有的单元测试. -run 标识排除这些单元测试，不让它们执行； 比如： go test -run=^$
-bench regexp 　　　 // 匹配要执行的bench方法，以正则表达式来匹配
-benchtime t 　　　　// t时间内，执行最大化的b.N迭代。默认是1秒。 当然至少迭代一次
-benchmem    　　　　// 打印基准测试消耗的内存
-cpu 1,2,4   　　　　// 设置每次测试执行GOMAXPROCS的值
-count n     　　　　// 运行n次测试，默认是1.(注意，有时候执行单元测试发现新的改动没生效，是因为单元测试会用到之前的缓存，设置count=1即可解决
-cpuprofile=$FILE 　// 将cpu分析结果写入 $FILE用于分析

　更多参数说明请见: https://golang.org/cmd/go/#hdr-Testing_flags

 

返回说明

goos: darwin
goarch: amd64
pkg: gopool
BenchmarkSort-4                1        16661414276 ns/op          17792 B/op         10 allocs/op
PASS
ok      gopool  16.849s

说明：
只看第四行

BenchmarkSort-4   　　 // 基准测试名-4 后缀和用于运行次测试的 GOMAXPROCS 值有关。

1 　　　　　　　　　　　　// 1秒中只迭代了一次

16661414276 ns/op  　 // 执行一次测试的方法即bubbleSort(arr) 需要这么多纳秒

17792 B/op        　　// 每个op操作分配了多少字节(即需要多少)

10 allocs/op　　　　　 // 每个op发生多少个不同的内存分配(这块也不知道怎么给出合理解释)

　　

 最后我们也可以通过go tool提供的性能分析工具，查看某个方法的具体耗时。如下：

go tool pprof cpuprof                                          
Type: cpu
Time: Mar 16, 2020 at 12:13pm (CST)
Duration: 16.84s, Total samples = 14.19s (84.26%)
Entering interactive mode (type "help" for commands, "o" for options)
(pprof) web

cpuprof就是上面-cpuprofile=cpuprof生成的cpu性能分析文件