Go 语言性能测试 - 入门篇
Go 语言是非常高效的，在处理并发请求时的性能表现非常出色，在某些考虑性能因素的场景下，我们需要进行性能测试，Go语言提供了用于性能测试的 testing.B 框架，本篇就介绍下Go语言的性能测试的基本做法。
参考阅读
基本格式
Go 性能测试的函数基本格式:
func BenchmarkXxx(*testing.B)
Benchmark测试通过 go test 命令来启动，通过 -bench 这样一个标签来标明是Benchmark测试，启动后会按照顺序执行。
下面我们有一个简单的例子,这里只有一个输出hello的方法:
benchmark.go
func Hello() {
fmt.Sprintf("hello")
}
按照规范，我们需要一个benchmark_test.go的文件来测试。
benchmark_test.go
func BenchmarkHello(b *testing.B) {
for i := 0; i < b.N; i++ {
Hello()
}
}
这里的b.N是必须运行的次数，在benchmark运行期间，这个数值会调整，直到可以稳定地评估出性能。
$ go test -bench BenchmarkHello
goos: darwin
goarch: amd64
pkg: demo/benchmark
BenchmarkHello-4 20000000 59.4 ns/op
PASS
ok demo/benchmark 1.264s
结果表示以 59.4 ns/op 的速度运行了 20000000 次，耗时 1.264 秒
有些时候，我们想多跑几组，对比下性能测试结果是否稳定，我们可以加一些参数:
$ go test -test.bench=BenchmarkHello -count=5
goos: darwin
goarch: amd64
pkg: demo/benchmark
BenchmarkHello-4 20000000 59.5 ns/op
BenchmarkHello-4 20000000 58.4 ns/op
BenchmarkHello-4 20000000 59.7 ns/op
BenchmarkHello-4 20000000 58.7 ns/op
BenchmarkHello-4 20000000 59.0 ns/op
PASS
ok demo/benchmark 6.239s
这里我们跑了五组测试，性能还是相对比较稳定，实际有很多参数是可以加的，整理如下:
-test.bench patten: 只跑那些性能测试用例
-test.benchmem : 是否在性能测试的时候输出内存情况
-test.benchtime t : 性能测试运行的时间，默认是1s
-test.cpuprofile cpu.out : 是否输出cpu性能分析文件
-test.memprofile mem.out : 是否输出内存性能分析文件
-test.parallel n : 性能测试的程序并行cpu数，默认等于GOMAXPROCS。
-test.timeout t : 如果测试用例运行时间超过t，则抛出panic
-test.cpu 1,2,4 : 程序运行在哪些CPU上面，使用二进制的1所在位代表。
-test.short : 将那些运行时间较长的测试用例运行时间缩短
指定cpu运行的时候，我们需要注意的是，比如设置4并不是指在第四个CPU上运行，根据二进制0100可知，是在第三个CPU上运行。这个和nginx的worker_cpu_affinity配置相似。具体请参考：worker_cpu_affinity
并行测试
在某些时候，我们想并行地运行测试用例，我们可以用 b.RunParallel 方法来启动，这时候最好启用 -cpu 参数
func BenchmarkTemplateParallel(b *testing.B) {
templ := template.Must(template.New("test").Parse("Hello, {{.}}!"))
b.RunParallel(func(pb *testing.PB) {
var buf bytes.Buffer
for pb.Next() {
buf.Reset()
templ.Execute(&buf, "World")
}
})
}
运行测试用例输出:
$ go test -test.bench=BenchmarkTemplateParallel -cpu 1,2,4
goos: darwin
goarch: amd64
pkg: demo/benchmark
BenchmarkTemplateParallel 1000000 1247 ns/op
BenchmarkTemplateParallel-2 2000000 626 ns/op
BenchmarkTemplateParallel-4 2000000 615 ns/op
PASS
ok demo/benchmark 5.035s
我们制定指定在1,2,3号CPU上并行运行，输出结果显示了在三个CPU上运行的速度情况。
我们考虑写如下的测试代码:
func TestFoo(t *testing.T) {
t.Run("A=1", func(t *testing.T) { fmt.Println("A=1") })
t.Run("A=2", func(t *testing.T) { fmt.Println("A=2") })
t.Run("B=1", func(t *testing.T) { fmt.Println("B=1") })
}
这里我们有三个用例，逐一运行，但是重复代码比较多，在上篇Go 语言单元测试(顶部有链接)中提到，最好使用 Table Driven 的形式，那我们来改造下:
func TestGroupedParallel(t *testing.T) {
tests := []struct {
Name string
}{
{
Name: "A=1",
},
{
Name: "A=2",
},
{
Name: "B=1",
},
}
for _, tc := range tests {
tc := tc // capture range variable
t.Run(tc.Name, func(t *testing.T) {
t.Parallel()
})
}
}
我们通过执行看结果:
$ go test -run TestGroupedParallel -v
=== RUN TestGroupedParallel
=== RUN TestGroupedParallel/A=1
=== PAUSE TestGroupedParallel/A=1
=== RUN TestGroupedParallel/A=2
=== PAUSE TestGroupedParallel/A=2
=== RUN TestGroupedParallel/B=1
=== PAUSE TestGroupedParallel/B=1
=== CONT TestGroupedParallel/A=1
=== CONT TestGroupedParallel/B=1
=== CONT TestGroupedParallel/A=2
--- PASS: TestGroupedParallel (0.00s)
--- PASS: TestGroupedParallel/A=1 (0.00s)
--- PASS: TestGroupedParallel/B=1 (0.00s)
--- PASS: TestGroupedParallel/A=2 (0.00s)
PASS
ok demo/benchmark 0.006s
我们看到三个用例都被执行，代码看起来更优雅。
最后，我们介绍下可以嵌套并行地执行测试用例，如下:
func TestTeardownParallel(t *testing.T) {
// This Run will not return until the parallel tests finish.
// <setup code here>
t.Run("group", func(t *testing.T) {
t.Run("Test1", parallelTest1)
t.Run("Test2", parallelTest2)
t.Run("Test3", parallelTest3)
})
// <tear-down code>
}
总结
Go 语言的性能测试其实是一个比较复杂的过程，要结合很多参数，比如 -cpu，-membench 等等来深入分析性能细节，这里我们可以考虑采用这些辅助工具来实现，这篇只是一个开始，希望对大家有帮助。
