爱上开源之golang入门至实战第三章-性能分析PPROF

 

3.4 性能分析工具(PPROF)

如同上一节内容介绍的，不论哪种语言，我们在进行开发的时候，都必须致力于能够尽可能的提升程序的运行效率和稳定。Golang提供了工具包PPROF(Program Profiling)，Golang Pprof是一种对golang开发的程序进行可视化和分析性能数据的工具。

3.4.1 工作原理

性能分析的工作原理大致上都是类似的；从过程上都包括两个部分

• 性能数据样本采集
• 样本数据的分析

golang pprof也由这两个过程组成，不同的过程，由不同的组成部分实现；在性能数据样本采集的过程中；golang pprof通过在运行程序中引入pprof包，并进行相关调用的方式，搜集被分析程序在运行时刻一系列的性能概要信息的采样数据。并根据产生的采样数据生成proto格式的性能采集报告，采集数据报告里包含调用堆栈信息以及性能样本。我们可以对照golang里的​​"runtime/pprof"​​​包和​​“net/http/pprof"​​源代码， 可以了解到采集报告里数据格式；这个过程可以称为性能数据样本收集。

golang pprof提供命令行工具，可以对采集到的样本数据，进行可视化和性能数据分析。

golang提供了两种性能数据样本收集和分析方式，

• 本地文件保存；在pprof采集性能数据样本时，直接把数据保存到指定的文件地址，这种方式比较适合run once的应用程序，程序运行时，保存到文件，程序运行结束后，使用pprof分析工具从本地文件进行分析。
• http方式； 对于一些后台服务或者是web服务的程序，上面的这种方式就不适用了；pprof提供了另一种方式，通过http传输的方式；进行数据的采集和分析，在需要进行分析的服务里，pprof内置了一个http的处理模块，访问该模块对应的http接口，就可以获取到采集的性能数据样本，pprof工具指定需要获取的http接口，就可以进行后台服务和web服务的性能数据分析了

3.4.2 安装

• 安装pprof分析工具（分析工具，命令行可以执行）

go install github.com/google/pprof@latest

• 安装Graphviz；这是个可选安装；如果需要图形化的展示分析结果，就必须安装此软件，并配置到相关路径，pprof的图形化分析依赖此组件

在http://www.graphviz.org/ 官方网站进行下载；window下用户在网上下载 windows_10_cmake_Release_graphviz-install-3.0.0-win64.exe

有关图形化

由于网络问题，可能导致Graphviz的下载出现问题，而无法成功的进行安装；也无法使用pprof的图形化的功能；

图形化是把数字和关系通过图像的方式，展示出来，里面的数据信息显示和pprof的可视化内容一样；所以相对于图形化而言，最重要的还是要会看pprof里各项数据指标所表达出来的含义；以及其所对应反馈出来的问题；而这种重要的两点，图形化也无法展示；

没有安装好Graphviz完全没有什么实质性的损失；数据才是真正的本质。

3.4.3 采集数据

在前面一节讲解pprof的原理，就提到过， pprof的数据采集方法根据不同场景的提供了两种方式

• Run Over Once程序 - 采集数据保存到指定的文件路径

package main

import (
    "fmt"
    "os"
    "runtime/pprof"
)

/**
Go 是一个开源的编程语言，它能让构造简单、可靠且高效的软件变得容易。
*/

func main() {

    var cpuprofile = "test-prof"  // 指定保存的文件路径，当前目录的test-prof文件

    f, err := os.Create(cpuprofile)
    if err != nil {
        panic(err)
    }
    // StartCPUProfile为当前进程开启CPU profile。
    if err := pprof.StartCPUProfile(f); err != nil {
        panic("could not start CPU profile: ")
    }
    // StopCPUProfile会停止当前的CPU profile（如果有）
    defer pprof.StopCPUProfile()

    sum := 0
    for i := 0; i < 100; i++ {
        sum += i
    }
    fmt.Printf("sum=%d\n", sum)
}

运行程序

如图在Idea中，在main方法处，右键菜单，点击->Run ....

 

或者

在命令行里, 进入源文件目录，运行

E:>cd E:\WORK\PROJECT\git\go\golang-sample\Demo
E:\WORK\PROJECT\git\go\golang-sample\Demo> go run .\hello.go

验证数据样本文件已经产生

在当前文件下，产生如程序里指定的test-prof文件

 

Run Along Service(后台服务或者web服务) -- 通过Http的方式提供采集数据源

这种方式是专门针对后台运行或者长时间运行的服务类程序，这类方式，通过提供http形式的性能样本数据采集源；实时提供样本数据，外部分析工具，通过以http方式从其获取性能数据样本

在golang里提供了net/http/pprof的包，来适用于这种方式，只需要引入该包，启动默认的ServerMetux就可以实现该方式的采集

引入包

import  _ "net/http/pprof"

启动默认的ServerMetux

http.ListenAndServe("0.0.0.0:8887", nil)

查看http提供的地址 ​​http://serverip:port/debug/pprof/​​

 

如果需要把PProf的功能加入到自己的Metux里，可以直接参考golang的pprof代码，代码包​​net/http/pprof​​​下 源文件​​'net/http/pprof/pprof.go'​​

func init() {
    http.HandleFunc("/debug/pprof/", Index)
    http.HandleFunc("/debug/pprof/cmdline", Cmdline)
    http.HandleFunc("/debug/pprof/profile", Profile)
    http.HandleFunc("/debug/pprof/symbol", Symbol)
    http.HandleFunc("/debug/pprof/trace", Trace)
}

 

​​技巧​​

默认的ServerMetux就可以开启PProf，如果是自己定制的ServerMetux；进行包装后才能实现

Idea有非常友好的代码浏览功能；用来看源代码非常的方便

3.4.4 性能分析