Go语言学习笔记（2）--- pprof

在程序开发过程中我们经常需要去做性能测试、或性能排查方面的工作，而 Go 语言自带的 pprof 是个非常强大的工具，不仅使用简单而且可以用于线上服务性能的排查。
pprof 采样数据主要有三种获取方式：

• runtime/pprof:手动调用 pprof API 来生成和写入采样文件，灵活性高。
• net/http/pporf 通过 http 服务获取采样文件，简单易用，适用服务性能排查
• go test 通过 go test -bench . -cpuprofile prof.cpu 获得采样文件，适用于对函数单独性能测试

我们这里演示下 net/http/pprof 的使用

基于web应用的使用展示

我们先写一个比较简单的 web 程序如下：

package main

import (
    "net/http"
    _ "net/http/pprof"
    "log"
    "strconv"
    "math/rand"
)

func main() {
    http.HandleFunc("/", handler)
    err := http.ListenAndServe(":8888", nil)
    if err != nil {
        log.Fatal(err)
    }
}

func handler(rw http.ResponseWriter, r *http.Request) {
    sum := 0

    for i := 0; i < 10000; i++ {
        sum += rand.Intn(1000)
    }
    rw.Write([]byte(strconv.Itoa(sum)))
}

这个例子中包含一个接口，这个接口调用了 一万次 rand.intn() 并计算和返回。

CPU分析

针对上面的 web 服务我们来分析下各个函数 CPU 使用情况。
第一步我们构建项目并运行

> $ go build -o main main.go
> $ ./main &

第二步开始采样，因为我们是在本地环境进行测试所以需要使用压测工具提供流量。
我们先启动采样

> $ go tool pprof ./main localhost:8888/debug/pprof/profile

使用压测工具提供流量

> $ ab -n 10000 -c 20 http://localhost:8888/

随后我们可以看到采样结束，有如下输出：

> $ go tool pprof ./main localhost:8888/debug/pprof/profile
Fetching profile over HTTP from http://localhost:8888/debug/pprof/profile

Saved profile in /Users/liushuai/pprof/pprof.main.samples.cpu.008.pb.gz

查看采样结果

> $ go tool pprof -http=:9999 /Users/liushuai/pprof/pprof.main.samples.cpu.008.pb.gz

执行上面命令之后会打开如下的web页面

图中 View 各个菜单功能：

• Top 展示一个各个函数 CPU 占用的排行榜
• Grap 展示的是一个流程图，包含每个函数时间占比，Grap 做了优化会省略那些占比较小的函数
• Flame Graph 火焰图以条状展示各个函数占比，条块越宽占比越大
• Peek 展示的每个耗时函数在代码中位置
• Source 展示的是耗时函数源码
• disasm 战士的取样时间长度

火焰图视图

根据上面的火焰图我们可以看出 math/rand.Intn() 函数占用了 47.6%，再往底层看可以看到 Intn() 慢是因为底层调用的 Unlock 和 Lock 占用较多。

内存分析

内存分析是一个统计值不需要采样，只需要启动服务即可统计。

> $ go tool pprof ./main localhost:8888/debug/pprof/heap
Fetching profile over HTTP from http://localhost:8888/debug/pprof/heap
Saved profile in /Users/liushuai/pprof/pprof.main.alloc_objects.alloc_space.inuse_objects.inuse_space.001.pb.gz

我们同样使用 pprof 去查看统计结果

> $ go tool pprof -http=:9999 Saved profile in /Users/liushuai/pprof/pprof.main.alloc_objects.alloc_space.inuse_objects.inuse_space.001.pb.gz

同样会打开和 CPU 分析一样的 web 界面，我们就可以去看内存的消耗情况了。