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前言

  在benchmarkgame(世界上最火的性能對比網(wǎng)站)上，Go語(yǔ)言一直有一個(gè)槽點(diǎn)，就是極其慢的binary tree性能，執行用時(shí)40秒 (我的機器上，16秒)，與此對比，Java版本是6秒，那么問(wèn)題來(lái)了：為什么慢得令人發(fā)指？我們來(lái)深入研究下慢的原因，然后看看能否對其進(jìn)行改進(jìn)。

  對于binary tree算法中，最耗性能的地方就是海量的node分配和bottomUpTree()遞歸函數的調用，與這兩項對應的go的特性就是gc的goroutine的堆棧分配。

GC

這個(gè)世界沒(méi)有完美的GC,任何選擇都有代價(jià),一般來(lái)說(shuō)就是低延遲和高吞吐的權衡。

問(wèn)題描述

   Java采用的是分代GC，優(yōu)點(diǎn)是node的分配非常輕量，缺點(diǎn)就是分代gc需要使用更多的內存空間，同時(shí)當對象被移動(dòng)到tenured堆時(shí)，會(huì )發(fā)生大量的內存拷貝。

  Go的gc不是分代的，因此在node的分配上需要消耗更多的資源。Go的gc選擇了超低的延遲，同時(shí)犧牲了部分吞吐，對于絕大多數應用來(lái)說(shuō)，Go的選擇是非常正確的，但是對于binary tree這種算法來(lái)說(shuō)，就不是很適合了。

解決方案

  針對GC的優(yōu)化，有兩個(gè)通用的解決方案就是提前分配合適的堆?？臻g和對象復用。對于binary tree算法，就是Nodes的預先分配和復用。

Goroutine的堆棧

輕量的Goroutine是Go語(yǔ)言的靈魂所在

問(wèn)題描述

  為了讓goroutine盡可能輕量，go僅僅為每個(gè)goroutine分配了2KB的初始堆棧大小，在之后Go會(huì )根據需要動(dòng)態(tài)的擴展堆棧大小。同樣，對于絕大多數場(chǎng)景，這種選擇都是非常正確的，但是針對binary tree算法，這種選擇就有了一些問(wèn)題。

  Go是在每次函數調用之前檢查goroutine的堆棧大小，如果發(fā)現當前堆棧不夠用，就會(huì )重新分配一個(gè)新的堆?？臻g，然后將舊的堆?？截惖叫碌睦?。這種操作開(kāi)銷(xiāo)是很小的，但是在binary tree中，bottomUpTree()基本上不做什么工作，調用卻是極其頻繁，這樣一來(lái)再小的開(kāi)銷(xiāo)累積起來(lái)也會(huì )非?？捎^(guān)。而且這個(gè)函數的調用是深遞歸，當堆棧需要增長(cháng)時(shí)，可能會(huì )拷貝幾次，不僅僅是一次！

解決方案

  將bottomUpTree()改為非遞歸的函數，雖然不易實(shí)現，但是還是可以做到的。

新舊Binary tree實(shí)現對比

沒(méi)有對比，就沒(méi)有傷害！

舊版本代碼鏈接

運行用時(shí)：

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新版本代碼鏈接

運行用時(shí)

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結論

  性能從16.28秒提升到了1.91秒，提升巨大！

  這里提出的解決方案看似是針對binary tree，其實(shí)對于任何GC語(yǔ)言和使用場(chǎng)景來(lái)說(shuō)都是通用的。

  牢記這兩種解決方案吧：

• 內存空間預分配
• 對象復用