Go 基准测试

什么是基准测试

基准测试是测试代码的一种方法，主要是通过测试代码CPU使用时间和内存占用率来评估被测试代码的性能，根据基准测试的结果来对代码进行优化从而达到期望的性能。

如何编写基准测试

itoa_test.go

func BenchmarkSprintf(b *testing.B){
    num:=10
    b.ResetTimer()
    for i:=0;i<b.N;i++{
        fmt.Sprintf("%d",num)
    }
}

这是一个基准测试的例子，从例子可以看出：
1.代码必须以_test.go结尾
2.基准测试函数必须以Benchmark开头，并且方法必须接受testing.B指针类型作为唯一参数
3.基准测试函数不能够有返回值
4.b.ResetTimer是重置计时器，这样可以避免for循环之前的初始化代码的干扰
5.测试的代码必须放在for循环内，for循环的次数b.N是由基准测试对象b提供的

执行命令

go test . -bench=.

输出结果：

BenchmarkSprintf-8      20000000               100 ns/op

第一列显示的是方法名-cpuCoreNum，第二列是循环次数，第三列是平均耗时。
上面输出显示我的机器CPU是8核，总共执行了20000000次，每次操作平均耗时 100 ns。

测试执行时间默认是1秒，如果需要改变测试执行时间，比如指定执行时间2s,则可以通过以下命令:

go test . -bench=.  -benchtime=2s

性能测试对比

上面那个基准测试的例子，其实是一个int类型转为string类型的例子，标准库里还有几种方法，我们看下哪种性能更加。

执行命令： go test . -bench=.

func BenchmarkSprintf(b *testing.B){
    num:=10
    b.ResetTimer()
    for i:=0;i<b.N;i++{
        fmt.Sprintf("%d",num)
    }
}

func BenchmarkFormat(b *testing.B){
    num:=int64(10)
    b.ResetTimer()
    for i:=0;i<b.N;i++{
        strconv.FormatInt(num,10)
    }
}

func BenchmarkItoa(b *testing.B){
    num:=10
    b.ResetTimer()
    for i:=0;i<b.N;i++{
        strconv.Itoa(num)
    }
}

运行基准测试，查看输出结果：

BenchmarkSprintf-8      20000000               109 ns/op
BenchmarkFormat-8       300000000                4.11 ns/op
BenchmarkItoa-8         300000000                4.10 ns/op

根据结果可以看到Sprintf方法耗时最高，比其他两个方法慢了很多，另外两个耗时差不多。那么为什么这么慢呢，我们可以打印内存分配次数来查看原因。
执行命令：

go test . -bench=.  -benchmem

查看结果:

BenchmarkSprintf-8      20000000               110 ns/op              16 B/op          2 allocs/op
BenchmarkFormat-8       300000000                4.07 ns/op            0 B/op          0 allocs/op
BenchmarkItoa-8         300000000                4.12 ns/op            0 B/op          0 allocs/op

原来Sprintf方式每次操作需要分配两次内存动作,每次分配16字节，而另外两种方式不需要内存分配动作，所以快很多。

总结

Go语言提供原生的基准测试方式，通过基准测试我们可以很方便的测试程序的性能，查看内存的分配次数，根据基准测试结果我们可以针对性的优化我们的程序性能。

参考文章：
https://www.flysnow.org/2017/05/21/go-in-action-go-benchmark-test.html