What is

Benchmark是Go testing测试框架提供的基准测试功能，能对一段代码进行性能测试。

下面是一段性能测试的结果：
image.png
Go Benchmark提供的参数包括（按照结果的先后顺序）：

  • 重复测试次数：该指标越高，结果越可靠
  • 单次重复的平均耗时：xxx纳秒每次操作，越低越好
  • Heap Memory：每次的内存分配，越低越好
  • 单次测试的内存分配次数：越低越好

使用Benchmark可以做许多测试，比如测试时间复杂度，就可以根据Benchmark的指标随着次数的增长的比例来判断。

How to use

1 Before Use

首先要注意的是，要尽量保证测试环境的稳定。否则，你重复测试的结果是没有可比性的。通常可以通过一下方式使得环境趋于稳定：

  • 当前机器处于闲置状态，不执行其他任务，也不要共享硬件资源
  • 避免使用虚机和进行测试。通常，为了提高资源利用率，虚拟机和云主机CPU和内存会超分配，导致性能不稳定

    关于云主机超分：通常是超售CPU能力，比如，当你的CPU长时间闲置时，也许你的性能会被二次销售给别人。可以通过Linux上Steal Time的指标来衡量自己被偷走的CPU占用时间

2 Case

我们就简单地，测试一下Go语言字符串的拼接方式。

  1. 在_test.go文件中，写Benchmark测试函数

    1. func BenchmarkPlus(b *testing.B) {
    2.  var str string
    3.  for n := 0;n < b.N; n++ {
    4.      str += "helloMyWorld"
    5.  }
    6. }
    • Benchmark也在_test.go文件中，使用的是TB中的B
    • 函数名以Benchmark开头，B.N表示的是用例测试的次数，这个是自动定的

  2. 使用go test -bench <module name>/<package name>运行性能测试用例，模块名和包名可选。且-bench参数支持正则表达式，仅执行匹配的测试，如-bench='Fib$'

    1. $ go test -bench=. -benchmem
    2. goos: darwin
    3. goarch: amd64
    4. pkg: try
    5. cpu: VirtualApple @ 2.50GHz
    6. BenchmarkPlus-8           148148             82902 ns/op          892933 B/op          1 allocs/op
    7. PASS
    8. ok      try     12.453s
    • BenchmarkPlus-8中的-8，是GOMAXPROCS，默认等于CPU核数，可以使用-cpu=2,4的形式进行修改。CPU的核数主要影响设计并行的函数
    • -benchmem用于查看内存分配的信息
    • -benchtime=10s设置测试时间（实际执行时间因为还有编译、执行、销毁等阶段，会大于这个时间）,-benctime=10x可以设置次数，-count可以设置Benchmark的轮数

3 Details

通常，我们只想关注我们核心代码的性能情况，而性能测试所统计的时间会包括编译、用例的准备销毁等开销，所以可以使用内置的方法来忽略掉这些开销。当然，由于循环的部分是我们自己实现的，所以这部分的开销通常是不会很大的，所以我觉得，可能意义不那么明显。

B.ResetTimer()

重置计时器，字面意思，很好理解。在你的测试代码前使用，就可以忽略掉准备的时间

B.StopTimer & StartTimer()

停止、开始计时，自己酌情使用

B.SetBytes()

该函数用于设置字节数，感觉使用频率会非常的低，可以去《Go专家编程》中看看更详细的用例

Deeper

1 B.N

首先是基准测试的循环次数B.N，这个并不是由我们手动设置的，而是由内置的函数进行测算的。相关的伪代码仍然可以在专家编程中看到，这里就简述一下思想：

  • 先进行一次测试，在测试正确的情况下，衡量单次测试的时长
  • 如果时长较短，将测试更多的次数，较长则较少。最终会定格为10的指数级，方便查看
  • 默认情况下，最少要执行测试1秒，最多不超过1e9次

    Reference

    Special

    感谢五月天的歌曲，为本次学习带来的动力