Go語言實戰筆記（二十二）| Go 基準測試

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什麼是基準測試

基準測試，是一種測試代碼效能的方法，比如你有多種不同的方案，都可以解決問題，那麼到底是那種方案效能更好呢？這時候基準測試就派上用場了。

基準測試主要是通過測試CPU和記憶體的效率問題，來評估被測試代碼的效能，進而找到更好的解決方案。比如連結池的數量不是越多越好，那麼哪個值才是最優值呢，這就需要配合基準測試不斷調優了。

如何編寫基準測試

基準測試代碼的編寫和單元測試非常相似，它也有一定的規則，我們先看一個樣本。

itoa_test.go

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

這是一個基準測試的例子，從中我們可以看出以下規則：

1. 基準測試的代碼檔案必須以_test.go結尾
2. 基準測試的函數必須以Benchmark開頭，必須是可匯出的
3. 基準測試函數必須接受一個指向Benchmark類型的指標作為唯一參數
4. 基準測試函數不能有傳回值
5. b.ResetTimer是重設計時器，這樣可以避免for迴圈之前的初始化代碼的幹擾
6. 最後的for迴圈很重要，被測試的代碼要放到迴圈裡
7. b.N是基準測試架構提供的，表示迴圈的次數，因為需要反覆調用測試的代碼，才可以評估效能

下面我們運行下基準測試，看看效果。

1234	➜ hello go test -bench=. -run=noneBenchmarkSprintf-8 20000000 117 ns/opPASSok flysnow.org/hello 2.474s

運行基準測試也要使用go test命令，不過我們要加上-bench=標記，它接受一個運算式作為參數，匹配基準測試的函數，.表示運行所有基準測試。

因為預設情況下 go test 會運行單元測試，為了防止單元測試的輸出影響我們查看基準測試的結果，可以使用-run=匹配一個從來沒有的單元測試方法，過濾掉單元測試的輸出，我們這裡使用none，因為我們基本上不會建立這個名字的單元測試方法。

下面著重解釋下說出的結果，看到函數後面的-8了嗎？這個表示運行時對應的GOMAXPROCS的值。接著的20000000表示運行for迴圈的次數，也就是調用被測試代碼的次數，最後的117 ns/op表示每次需要話費117納秒。

以上是測試時間預設是1秒，也就是1秒的時間，調用兩千萬次，每次調用花費117納秒。如果想讓測試回合的時間更長，可以通過-benchtime指定，比如3秒。

1234	➜ hello go test -bench=. -benchtime=3s -run=noneBenchmarkSprintf-8 50000000 109 ns/opPASSok flysnow.org/hello 5.628s

可以發現，我們加長了測試時間，測試的次數變多了，但是最終的效能結果：每次執行的時間，並沒有太大變化。一般來說這個值最好不要超過3秒，意義不大。

效能對比

上面那個基準測試的例子，其實是一個int類型轉為string類型的例子，標準庫裡還有幾種方法，我們看下哪種效能更加。

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

運行基準測試，看看結果

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➜ hello go test -bench=. -run=none BenchmarkSprintf-8 20000000 117 ns/opBenchmarkFormat-8 50000000 33.3 ns/opBenchmarkItoa-8 50000000 34.9 ns/opPASSok flysnow.org/hello 5.951s

從結果上看strconv.FormatInt函數是最快的，其次是strconv.Itoa，然後是fmt.Sprintf最慢，前兩個函數效能達到了最後一個的3倍多。那麼最後一個為什麼這麼慢的，我們再通過-benchmem找到根本原因。

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➜ hello go test -bench=. -benchmem -run=noneBenchmarkSprintf-8 20000000 110 ns/op 16 B/op 2 allocs/opBenchmarkFormat-8 50000000 31.0 ns/op 2 B/op 1 allocs/opBenchmarkItoa-8 50000000 33.1 ns/op 2 B/op 1 allocs/opPASSok flysnow.org/hello 5.610s

-benchmem可以提供每次操作分配記憶體的次數，以及每次操作分配的位元組數。從結果我們可以看到，效能高的兩個函數，每次操作都是進行1次記憶體配置，而最慢的那個要分配2次；效能高的每次操作分配2個位元組記憶體，而慢的那個函數每次需要分配16位元組的記憶體。從這個資料我們就知道它為什麼這麼慢了，記憶體配置都佔用都太高。

在代碼開發中，對於我們要求效能的地方，編寫基準測試非常重要，這有助於我們開發出效能更好的代碼。不過效能、可用性、複用性等也要有一個相對的取捨，不能為了追求效能而過度最佳化。

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