高质量编程简介及编码规范

高质量:

  • 各种边界条件考虑完备

  • 异常情况处理,稳定性

  • 易读易维护

编程原则

  • 简单性

  • 可读性

  • 生产力

编码规范

公共符号始终要注释

例外:实现接口的方法不需要注释

格式化

使用gofmt(官方工具)自动格式化

注释

  • 代码作用(适合公共符号)

  • 代码如何实现 (适合注释实现过程)

  • 代码实现的原因(适合解释代码的外部因素和提供额外的上下文)

  • 代码什么情况下出错(适合代码的限制条件)

公共符号始终要注释·包中声明的每个公共的符号: 变量、常量、函数以及结构都需要添加注释 .任何既不明显也不简短的公 共功能必须予以注释 无论长度或复杂程度如何, 对库中的任何函数都必须进行注释

命名规范

变量

缩略词全大写,但当其位于变量开头且不需要导出时,使用全小写

  • 例如使用ServeHTTP而不是ServeHttp

  • 使用XMLHTTPRequest或者xmlHTTPRequest

  • 变量距离其被使用的地方越远,则需要携带越多的上下文信息

  • 全局变量在其名字中需要更多的上下文信息,使得在不同地方可以轻易辨认出其含义

函数

函数名不携带包名的上下文信息,因为包名和函数名总是成对出现的·函数名尽量简短 当名为foo的包某个函数返回类型Foo时,可以省略类型信息而不导致歧义 当名为foo的包某个函数返回类型T时(T并不是Foo),可以在函数名中加入类型信息

package

  • 只由小写字母组成。不包含大写字母和下划线等字符·

  • 简短并包含一定的上下文信息。例如schema、task 等·

  • 不要与标准库同名。例如不要使用sync或者strings

以下规则尽量满足,以标准库包名为例

  • 不使用常用变量名作为包名。例如使用bufio而不是buf·使用单数而不是复数。例如使用encoding而不是encodings

  • 谨慎地使用缩写。例如使用fmt 在不破坏上下文的情况下比 format 更加简短

控制流程

避免嵌套

尽量保存为最小缩进

错误处理

简单错误

  • 简单的错误指的是仅出现一次的错误,且在其他地方不需要捕获该错误

  • 优先使用errors.New来创建匿名变量来直接表示简单错误

  • 如果有格式化的需求,使用fmt.Errorf

错误的Wrap和 Unwrap

·错误的Wrap 实际上是提供了一个error嵌套另一个error的能力,从而生成一个error的跟踪链 ·在 fmt.Errorf中使用:%w关键字来将一个错误关联至 错误链中

错误判定

  • 判定一个错误是否为特定错误,使用errors.Is

  • 不同于使用==,使用该方法可以判定错误链上的所有错误是否含有特定的错误

panic

  • 不建议在业务代码中使用panic

  • ·调用函数不包含recover会造成程序崩溃·若问题可以被屏蔽或解决,建议使用error代替panic

  • 当程序启动阶段发生不可逆转的错误时,可以在init 或 main函数中使用panic

性能优化

benchmark工具

 

slice

提前指定大小

在大切片上创建小切片,使用copy代替

string

使用strings.builder 和java类似

空结构体

使用空结构体struct{}实列不占用空间

map

map 预分配内存分析

  • 不断向map中添加元素的操作会触发map的扩容·

  • 提前分配好空间可以减少内存拷贝和Rehash 的消耗·

  • 建议根据实际需求提前预估好需要的空间

使用atomic 包

锁的实现是通过操作系统来实现,属于系统调用.atomic 操作是通过硬件实现,

效率比锁高sync.Mutex应该用来保护一段逻辑,不仅仅用于保护一个变量。

对于非数值操作,可以使用atomic.Value,能承载一个interface}

实战

直接拉取仓库

wolfogre/go-pprof-practice: go pprof practice. (github.com)

分析的博客:

golang pprof 实战 | Wolfogre's Blog

性能分析工具 pprof

项目目录

 

没有外部依赖,直接运行即可

保持程序运行,打开浏览器访问 http://localhost:6060/debug/pprof/,可以看到如下页面:

 

页面上展示了可用的程序运行采样数据,分别有:

类型 描述 备注
allocs 内存分配情况的采样信息 可以用浏览器打开,但可读性不高
blocks 阻塞操作情况的采样信息 可以用浏览器打开,但可读性不高
cmdline 显示程序启动命令及参数 可以用浏览器打开,这里会显示 ./go-pprof-practice
goroutine 当前所有协程的堆栈信息 可以用浏览器打开,但可读性不高
heap 堆上内存使用情况的采样信息 可以用浏览器打开,但可读性不高
mutex 锁争用情况的采样信息 可以用浏览器打开,但可读性不高
profile CPU 占用情况的采样信息 浏览器打开会下载文件
threadcreate 系统线程创建情况的采样信息 可以用浏览器打开,但可读性不高
trace 程序运行跟踪信息 浏览器打开会下载文件,本文不涉及,可另行参阅《深入浅出 Go trace》

 

命令行

go tool pprof http://localhost:6060/debug/pprof/profile

topN 查看占用最多的函数

(pprof) top
Showing nodes accounting for 8.91s, 98.67% of 9.03s total
Dropped 35 nodes (cum <= 0.05s)
    flat flat%   sum%       cum   cum%
    8.91s 98.67% 98.67%      8.93s 98.89% github.com/wolfogre/go-pprof-practice/animal/felidae/tiger.(*Tiger).Eat
        0     0% 98.67%      8.93s 98.89% github.com/wolfogre/go-pprof-practice/animal/felidae/tiger.(*Tiger).Live
        0     0% 98.67%      8.97s 99.34% main.main
        0     0% 98.67%      8.97s 99.34% runtime.main
        0     0% 98.67%      0.05s  0.55% runtime.systemstack

flat=Cum 函数中没有调用其他函数

flat=0 函数中只有其他函数的调用

输入 list Eat,查看问题具体在代码的哪一个位置:根据指定的正则表达式查找

(pprof) list Eat 
Total: 9.03s
ROUTINE ======================== github.com/wolfogre/go-pprof-practice/animal/canidae/dog.(*Dog).Eat in H:\go-pprof-practice\animal\canidae\dog\dog.go
        0       10ms (flat, cum)  0.11% of Total
        .         .     26:   d.Pee()
        .         .     27:   d.Run()
        .         .     28:   d.Howl()
        .         .     29:}
        .         .     30:func (d *Dog) Eat() {
        .       10ms     31:   log.Println(d.Name(), "eat")
        .         .     32:}
        .         .     33:
        .         .     34:func (d *Dog) Drink() {
        .         .     35:   log.Println(d.Name(), "drink")
        .         .     36:}
ROUTINE ======================== github.com/wolfogre/go-pprof-practice/animal/felidae/tiger.(*Tiger).Eat in H:\go-pprof-practice\animal\felidae\tiger\tiger.go
    8.91s      8.93s (flat, cum) 98.89% of Total
        .         .     26:无效的循环
        .         .     27:*/
        .         .     28:func (t *Tiger) Eat() {
        .         .     29:   log.Println(t.Name(), "eat")
        .         .     30:   loop := 10000000000
    8.91s      8.93s     31:   for i := 0; i < loop; i++ {
        .         .     32:           // do nothing
        .         .     33:   }
        .         .     34:}
        .         .     35:
        .         .     36:func (t *Tiger) Drink() {

web 调用关系可视化

可以访问 graphviz 官网寻找适合自己操作系统的安装方法

调查内存

go tool pprof http://localhost:6060/debug/pprof/heap

top

(pprof) top
Showing nodes accounting for 1.20GB, 100% of 1.20GB total
Dropped 4 nodes (cum <= 0.01GB)
    flat flat%   sum%       cum   cum%
   1.20GB   100%   100%     1.20GB   100% github.com/wolfogre/go-pprof-practice/animal/muridae/mouse.(*Mouse).Steal
        0     0%   100%     1.20GB   100% github.com/wolfogre/go-pprof-practice/animal/muridae/mouse.(*Mouse).Live
        0     0%   100%     1.20GB   100% main.main
        0     0%   100%     1.20GB   100% runtime.main

查看到占用1G多的内存

内存回收

go tool pprof http://localhost:6060/debug/pprof/allocs

top

(pprof) top
Showing nodes accounting for 592MB, 99.75% of 593.50MB total
Dropped 16 nodes (cum <= 2.97MB)
    flat flat%   sum%       cum   cum%
    592MB 99.75% 99.75%     592MB 99.75% github.com/wolfogre/go-pprof-practice/animal/canidae/dog.(*Dog).Run (inline)
        0     0% 99.75%     592MB 99.75% github.com/wolfogre/go-pprof-practice/animal/canidae/dog.(*Dog).Live
        0     0% 99.75%     592MB 99.75% main.main
        0     0% 99.75%   592.50MB 99.83% runtime.main

可以看到 github.com/wolfogre/go-pprof-practice/animal/canidae/dog.(*Dog).Run 会进行无意义的内存申请,而这个函数又会被频繁调用,这才导致程序不停地进行 GC:

func (d *Dog) Run() {
log.Println(d.Name(), "run")
_ = make([]byte, 16 * constant.Mi)
}

排查协程泄露

go tool pprof http://localhost:6060/debug/pprof/goroutine
(pprof) top
Showing nodes accounting for 103, 99.04% of 104 total
Showing top 10 nodes out of 33
flat flat% sum% cum cum%
102 98.08% 98.08% 102 98.08% runtime.gopark
1 0.96% 99.04% 1 0.96% runtime.goroutineProfileWithLabels
0 0% 99.04% 100 96.15% github.com/wolfogre/go-pprof-practice/animal/canidae/wolf.(*Wolf).Drink.func1
0 0% 99.04% 1 0.96% github.com/wolfogre/go-pprof-practice/animal/felidae/cat.(*Cat).Live
0 0% 99.04% 1 0.96% github.com/wolfogre/go-pprof-practice/animal/felidae/cat.(*Cat).Pee
0 0% 99.04% 1 0.96% internal/poll.(*FD).Accept
0 0% 99.04% 1 0.96% internal/poll.(*FD).acceptOne
0 0% 99.04% 1 0.96% internal/poll.(*pollDesc).wait
0 0% 99.04% 1 0.96% internal/poll.execIO

排查锁的争用

go tool pprof http://localhost:6060/debug/pprof/mutex
(pprof) top
Showing nodes accounting for 126.40s, 100% of 126.40s total
flat flat% sum% cum cum%
126.40s 100% 100% 126.40s 100% sync.(*Mutex).Unlock (inline)
0 0% 100% 126.40s 100% github.com/wolfogre/go-pprof-practice/animal/canidae/wolf.(*Wolf).Howl.func1
func (w *Wolf) Howl() {
log.Println(w.Name(), "howl")

m := &sync.Mutex{}
m.Lock()
go func() {
time.Sleep(time.Second)
m.Unlock()
}()
m.Lock()
}

可以看到,这个锁由主协程 Lock,并启动子协程去 Unlock,主协程会阻塞在第二次 Lock 这儿等待子协程完成任务,但由于子协程足足睡眠了一秒,导致主协程等待这个锁释放足足等了一秒钟。