pprof火焰图性能优化

火焰图（flame graph）是性能分析的利器,在go1.1之前的版本我们需要借助go-torch生成,在go1.1后go tool pprof集成了此功能,今天就来说说如何使用其进行性能优化

1. 在你启动http server的地方直接加入导入: _ “net/http/pprof”

2. 获取cpuprofile
   获取最近10秒程序运行的cpuprofile,-seconds参数不填默认为30。

go tool pprof http://127.0.0.1:8080/debug/pprof/profile -seconds 10

等10s后会生成一个: pprof.samples.cpu.001.pb.gz文件

3. 生成火焰图

go tool pprof -http=:8081 ~/pprof/pprof.samples.cpu.001.pb.gz

其中-http=:8081会启动一个http服务
图中,从上往下是方法的调用栈,长度代表cpu时长。

其他

如果是内存信息SAMPLE这一栏有四个选项
alloc_objects：已分配的对象总量（不管是否已释放）
alloc_space：已分配的内存总量（不管是否已释放）
inuse_objects： 已分配但尚未释放的对象数量
inuse_sapce：已分配但尚未释放的内存数量

理解指标

flat flat%

一个函数内的directly操作的物理耗时。例如

 func foo(){a()                                        // step1largeArray := [math.MaxInt64]int64{}       // step2for i := 0; i < math.MaxInt64; i++ {       // step3c()                                    // step4}}

flat只会记录step2和step3的时间；flat%即是flat/总运行时间。内存等参数同理。

所有的flat相加即是总采样时间，所有的flat%相加应该等于100%。

flat一般是我们最关注的。其代表一个函数可能非常耗时，或者调用了非常多次，或者两者兼而有之，从而导致这个函数消耗了最多的时间。

如果是我们自己编写的代码，则很可能有一些无脑for循环、复杂的计算、字符串操作、频繁申请内存等等。

如果是第三方库的代码，则很可能我们过于频繁地调用了这些第三方库，或者以不正确的方式使用了这些第三方库。

cum cum%
相比flat，cum则是这个函数内所有操作的物理耗时，比如包括了上述的step1、2、3、4。

cum%即是cum的时间/总运行时间。内存等参数同理。

一般cum是我们次关注的，且需要结合flat来看。flat可以让我们知道哪个函数耗时多，而cum可以帮助我们找到是哪些函数调用了这些耗时的（flat值大的）函数。

sum%
其上所有行的flat%的累加。可以视为，这一行及其以上行，其所有的directly操作一共占了多少物理时间。

理解连线图

每个节点的信息包括了包名、函数名、flat、flat%、cum、cum%

节点的颜色越红，其cum和cum%越大。其颜色越灰白，则cum和cum%越小。

节点越大，其flat和flat%越大；其越小，则flat和flat%越小

线条代表了函数的调用链，线条越粗，代表指向的函数消耗了越多的资源。反之亦然。

线条的样式代表了调用关系。实线代表直接调用；虚线代表中间少了几个节点；带有inline字段表示该函数被内联进了调用方（不用在意，可以理解成实线）。

对于一些代码行比较少的函数，编译器倾向于将它们在编译期展开从而消除函数调用，这种行为就是内联。

理解火焰图

火焰图的横向长度表示cum，相比下面超出的一截代表flat。

内存分析

MemStats

有时候，pprof显示的内存占用比操作系统看到的少，其中，内存的 gap 主要来源于：

• heap 上 Idle span，分配了但是未使用的（往往出现这种情况是一波波的请求峰值导致的，冲上去就一时半会不下来）；
• 栈的内存占用；
• OS 分配但是是 reserved 的；
• runtime 的 Gc 元数据，mcache，mspan 等管理内存；

TOP

使用linux的top命令，其中关于程序使用内存的项介绍：

%MEM：Memory usage (RES) 内存占用 使用的物理内存
VIRT：Virtual Image (kb) 虚拟镜像 总虚拟内存的使用数量
SWAP：Swapped size (kb) 非驻留但是存在于程序中的内存，虚拟内存减去物理内存
RES：Resident size (kb) 非swap的物理内存
SHR：Shared Mem size (kb) 程序使用的共享内存，可以被其它进程所共享

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• 参考：
• go pprof火焰图性能优化
  
• golang pprof实用使用指南