golang基准測試詳解

為什么需要基准測試？

如果你的代碼中有性能問題，或者你懷疑某段代碼有性能問題(當然最好得明確排除I/O性能問題)，可以用基准測試生成CPU分析報告。

基准測試前的准備

生成以_test后綴的go文件(例：xxx_test.go)后，編寫基准測試用例，以Benchmark開頭的。以測試冒泡排序為例，代碼如下:

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
}

用例中一些細節的說明

基准測試函數會被一直調用直到b.N無效，它是基准測試循環的次數
b.N 從 1 開始，如果基准測試函數在1秒內就完成 (默認值)，則 b.N 增加，並再次運行基准測試函數。
b.N 在近似這樣的序列中不斷增加；1, 2, 3, 5, 10, 20, 30, 50, 100 等等，

b.ResetTimer(). 開始執行for b.N循環前需要一些准備時間，可以通過該命令重制基准計時器。
b.StopTimer()和b.StartTimer()。如果在for b.N內還有一些為測試方法准備的前置條件，可以用b.StopTimer()暫停基准計時器，然后再用b.StartTimer()啟動計時器。例：

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

　　b.StopTimer()

   someBeforTest()

　　b.StartTimer()

   bubbleSort(arr)
}

　　

運行基准測試用例

在測試文件目錄下執行 
go test -bench=^BenchmarkSort$ -run=^$ -benchmem -cpuprofile=cpuprof

參數說明

-run 　　　　　　　　  // go test 會在運行基准測試之前之前執行包里所有的單元測試. -run 標識排除這些單元測試，不讓它們執行； 比如： go test -run=^$
-bench regexp 　　　 // 匹配要執行的bench方法，以正則表達式來匹配
-benchtime t 　　　　// t時間內，執行最大化的b.N迭代。默認是1秒。 當然至少迭代一次
-benchmem    　　　　// 打印基准測試消耗的內存
-cpu 1,2,4   　　　　// 設置每次測試執行GOMAXPROCS的值
-count n     　　　　// 運行n次測試，默認是1.(注意，有時候執行單元測試發現新的改動沒生效，是因為單元測試會用到之前的緩存，設置count=1即可解決
-cpuprofile=$FILE 　// 將cpu分析結果寫入 $FILE用於分析

　更多參數說明請見: https://golang.org/cmd/go/#hdr-Testing_flags

 

返回說明

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

說明：
只看第四行

BenchmarkSort-4   　　 // 基准測試名-4 后綴和用於運行次測試的 GOMAXPROCS 值有關。

1 　　　　　　　　　　　　// 1秒中只迭代了一次

16661414276 ns/op  　 // 執行一次測試的方法即bubbleSort(arr) 需要這么多納秒

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

10 allocs/op　　　　　 // 每個op發生多少個不同的內存分配(這塊也不知道怎么給出合理解釋)

　　

 最后我們也可以通過go tool提供的性能分析工具，查看某個方法的具體耗時。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