Go 性能分析（下） #

Go 提供了完善的性能分析工具：pprof 和 trace。

• pprof 主要适用于 CPU 占用、内存分配等资源的分析。
• trace 记录了程序运行中的行为，更适合于找出程序在一段时间内正在做什么。例如指定的 goroutine 在何时执行、执行了多长时间、什么时候陷入了堵塞、什么时候解除了堵塞、GC 如何影响了 goroutine 的执行。

如何生成分析样本 #

生成 Trace 分析样本的方式主要有三种：

1. 使用 runtime/trace 标准库来生成：

package main

import (
	"os"
	"runtime/trace"
)

func main() {
	f, err := os.Create("trace.out")
	if err != nil {
		panic(err)
	}
	defer f.Close()

	err = trace.Start(f)
	if err != nil {
		panic(err)
	}
	defer trace.Stop()

	ch := make(chan string)

	go func() {
		ch <- "hello"
	}()
	// read from channel
	<-ch
}

执行程序就可以生成跟踪文件 trace.out：

go run main.go

2. 使用 net/http/pprof 来生成，查看 Go 性能分析。

3. 使用 go test -trace 来生成，例如 go test -trace trace.out demo_test.go。

如何查看分析报告 #

使用上面例子生成的 trace.out 文件，运行下面的命令：

$ go tool trace trace.out
2019/11/18 15:17:28 Parsing trace...
2019/11/18 15:17:28 Splitting trace...
2019/11/18 15:17:28 Opening browser. Trace viewer is listening on http://127.0.0.1:59181

访问 http://127.0.0.1:59181，可以看到类似的界面：

• View trace：查看所有 goroutines 的执行过程。
• Goroutine analysis：goroutines 分析，查看具体的 goroutine 的信息。
• Network blocking profile：网络阻塞概况。
• Synchronization blocking profile：同步阻塞概况。
• Syscall blocking profile：系统调用阻塞概况。
• Scheduler latency profile：调度延迟的概况，可以调度在哪里最耗费时间。
• User defined tasks：用户自定义任务。
• User defined regions：用户自定义区域。
• Minimum mutator utilization：最低 Mutator 利用率。

Network/Sync/Syscall blocking profile 是分析锁竞争的最佳选择。

View trace #

进入 View trace 页面：

1. 时间线：显示执行的时间。
2. Goroutines/Heap/Threads 的详细信息。
   • Goroutines：显示在执行期间的有多少个 goroutine 在运行，包含 GC 等待（GCWaiting）、可运行（Runnable）、 运行中（Running）这三种状态。
   • Heap：显示执行期间的内存分配和释放情况，包含当前堆使用量（Allocated）和下一次 GC 的阈值（NextGC）统计。
   • Threads：显示执行期间有多少个系统线程在运行，包含正在调用 SysCall （InSysCall）和运行中（Running）两种状态。
3. PROCS：每个 Processor 显示一行。默认显示系统内核数量，可以使用 runtime.GOMAXPROCS(n) 来控制数量。
   • GC：显示执行期间垃圾回收执行的次数和时间。每次执行 GC，堆内存都会被释放一部分。
   • 协程和事件：显示在每个虚拟处理器上有什么 Goroutine 正在运行，而连线行为代表事件关联。

快捷键：w（放大），s（缩小），a（左移），d（右移）。

查看某个时间点 goroutines 情况 #

图中正在运行的 goroutine 数量为 3，其他状态的 goroutine 数量都是 0。

查看某个时间点堆的使用情况 #

1. 红色部分表示已经占用的内存
2. 绿色部分的上边沿表示下次 GC 的目标内存，也就是绿色部分用完之后，就会触发 GC。

查看某个时间点的系统线程 #

图中正在运行的线程数量为 3，正在调用 SysCall 的线程数量为 0。

查看 GC #

可以选择多个查看统计信息。

查看某个时间点的 goroutine 运行情况 #

点击具体的 Goroutine 可以查看详细信息：

• Start：开始时间
• Wall Duration：持续时间
• Self Time：执行时间
• Start Stack Trace：开始时的堆栈信息
• End Stack Trace：结束时的堆栈信息
• Incoming flow：输入流
• Outgoing flow：输出流
• Preceding events：之前的事件
• Following events：之后的事件
• All connected：所有连接的事件

点击 Flow events 选择 All，可以查看程序运行中的事件流情况。

Goroutine analysis #

进入 Goroutine analysis 可查看整个运行过程中，每个函数块有多少个 goroutine 在跑，并且观察每个的 goroutine 的运行开销都花费在哪个阶段。

点击一个 goroutine 查看详细信息，例如 main.main.func1：