关于后端:Go-官方标准编译器中所做的优化

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本文是对 #102 Go 官网规范编译器中实现的优化集锦汇总内容的记录与总结.

package main

import (
    "fmt"
    "strings"
    "testing"
)

var cs10086 = strings.Repeat("shuang!", 10086)

func main() {fmt.Println(testing.AllocsPerRun(1, f)) //0
    fmt.Println(testing.AllocsPerRun(1, g)) //1

}

func f() {for range []byte(cs10086) {}}

func g() {bs := []byte(cs10086)
    for range bs {}}

f 没有开拓内存,g 开拓了一次内存.

package main

import (
    "bytes"
    "fmt"
    "testing"
)

var name = bytes.Repeat([]byte{'x'}, 188)

var m = make(map[string]string, 10)
var s = ""

func main() {fmt.Println(testing.AllocsPerRun(1, f2)) //0
    fmt.Println(testing.AllocsPerRun(1, g2)) //1
    fmt.Println(testing.AllocsPerRun(1, h2)) //1
}

func f2() {s = m[string(name)] // 无效
}

func g2() {key := string(name)
    s = m[key] // 有效
}

func h2() {m[string(name)] = "Golang" // 有效
}

package main

import (
    "fmt"
    "testing"
)

var x = []byte{1023: 'x'}
var y = []byte{1023: 'y'}

var b bool

func main() {fmt.Println(testing.AllocsPerRun(1, f3)) //0
    fmt.Println(testing.AllocsPerRun(1, g3)) //2

}

func f3() {b = string(x) != string(y)
}

func g3() {sx, sy := string(x), string(y)
    b = sx == sy
}

package main

import (
    "fmt"
    "testing"
)

var p = []byte{1023: 'p'}

var q = []byte{1023: 'q'}

var str string

func main() {fmt.Println(testing.AllocsPerRun(1, f4)) //1
    fmt.Println(testing.AllocsPerRun(1, g4)) //3
}

func f4() {str = ("-" + string(p) + string(q))[1:]
}

func g4() {str = string(p) + string(q)
}

Go 1.12 引入

package main

import (
    "fmt"
    "strings"
    "testing"
)

var shuang = strings.Repeat("shuang!", 10086)

func main() {fmt.Println(testing.AllocsPerRun(1, f5)) //0
    fmt.Println(testing.AllocsPerRun(1, g5)) //1
}

func f5() {_ = len([]rune(shuang))
}

func g5() {_ = len([]byte(shuang)) // 未对 len([]byte(aString))做优化
}

package main

import (
    "fmt"
    "testing"
)

var h, i, j, k = "Hello", "World", "Let's","Go"

var str6 string

func main() {fmt.Println(testing.AllocsPerRun(1, f6)) //1
    fmt.Println(testing.AllocsPerRun(1, g6)) //3

}

func f6() {str6 = h + i + j + k}

func g6() {
    str6 = h + i
    str6 += j
    str6 += k
}

package main

const N = 1024 * 100

var arr [N]int

func clearArray() {
    for i := range arr {arr[i] = 0
    }
}

func clearSlice() {sli := arr[:]
    for i := range sli {sli[i] = 0
    }
}

func clearArrayPtr() {
    for i := range &arr {arr[i] = 0
    }
}

benchmark:

package main

import ("testing")

func BenchmarkTest1(b *testing.B) {
    for i := 0; i < b.N; i++ {clearArray()
    }
}

func BenchmarkTest2(b *testing.B) {
    for i := 0; i < b.N; i++ {clearSlice()
    }
}

func BenchmarkTest3(b *testing.B) { // 有效
    for i := 0; i < b.N; i++ {clearArrayPtr()
    }
}

执行后果:

goos: darwin
goarch: amd64
pkg: xxxx
cpu: Intel(R) Core(TM) i7-8557U CPU @ 1.70GHz
BenchmarkTest1-8           73000             15309 ns/op
BenchmarkTest2-8           76464             15167 ns/op
BenchmarkTest3-8           40194             30096 ns/op
PASS
ok      xxxx    4.213s

package main

type S1 struct {a int}

type S2 struct {a, b int}

type S3 struct {a, b, c int}

type S4 struct {a, b, c, d int}

type S5 struct {a, b, c, d, e int}

type S6 struct {a, b, c, d, e, f int}

var ss1, ss2, ss3, ss4, ss5, ss6 = make([]S1, 1000), make([]S2, 1000), make([]S3, 1000), make([]S4, 1000), make([]S5, 1000), make([]S6, 1000)

var x1, x2, x3, x4, x5, x6 int

benchmark:

package main

import "testing"

func Benchmark_Range1(b *testing.B) {
    for i := 0; i < b.N; i++ {
        for _, v := range ss1 {x1 = v.a}
    }
}

func Benchmark_Range2(b *testing.B) {
    for i := 0; i < b.N; i++ {
        for _, v := range ss2 {x2 = v.a}
    }
}

func Benchmark_Range3(b *testing.B) {
    for i := 0; i < b.N; i++ {
        for _, v := range ss3 {x3 = v.a}
    }
}

func Benchmark_Range4(b *testing.B) {
    for i := 0; i < b.N; i++ {
        for _, v := range ss4 {x4 = v.a}
    }
}

func Benchmark_Range5(b *testing.B) {
    for i := 0; i < b.N; i++ {
        for _, v := range ss5 {x5 = v.a}
    }
}

func Benchmark_Range6(b *testing.B) {
    for i := 0; i < b.N; i++ {
        for _, v := range ss6 {x6 = v.a}
    }
}

执行后果:

goos: darwin
goarch: amd64
pkg: xxxx
cpu: Intel(R) Core(TM) i7-8557U CPU @ 1.70GHz
Benchmark_Range1-8       4759434               248.4 ns/op
Benchmark_Range2-8       3910621               306.0 ns/op
Benchmark_Range3-8       3735921               328.9 ns/op
Benchmark_Range4-8       3677784               325.9 ns/op
Benchmark_Range5-8        814666              1517 ns/op
Benchmark_Range6-8        728656              1568 ns/op
PASS
ok      xxxx     8.868s

因为很多一等公民, 其底层构造体的元素, 都没有超过 4 个

package main

var p, p2 = new([100]int), new([100]int)

var ip interface{}

package main

import "testing"



func Benchmark_PointerAssign(b *testing.B) {
    for i := 0; i < b.N; i++ {p = p2}
}

func Benchmark_BoxPointer(b *testing.B) {
    for i := 0; i < b.N; i++ {ip = p}
}

func Benchmark_PointerAssert(b *testing.B) {
    for i := 0; i < b.N; i++ {p = ip.(*[100]int)
    }
}

goos: darwin
goarch: amd64
pkg: xxxx
cpu: Intel(R) Core(TM) i7-8557U CPU @ 1.70GHz
Benchmark_PointerAssign-8       1000000000               0.5251 ns/op          0 B/op          0 allocs/op
Benchmark_BoxPointer-8          1000000000               0.5833 ns/op          0 B/op          0 allocs/op
Benchmark_PointerAssert-8       1000000000               0.6418 ns/op          0 B/op          0 allocs/op
PASS
ok      xxxx   2.372s

Go 1.15 新增优化

package main

var x,y = 255,256

var ix,iy interface{}

package main

import "testing"

func Benchmark_x(b *testing.B) {

    for i := 0; i < b.N; i++ {ix = x}
}

func Benchmark_y(b *testing.B) {

    for i := 0; i < b.N; i++ {iy = y}
}

goos: darwin
goarch: amd64
pkg: xxxx
cpu: Intel(R) Core(TM) i7-8557U CPU @ 1.70GHz
Benchmark_x-8           565624285                2.033 ns/op           0 B/op          0 allocs/op
Benchmark_y-8           92127024                12.71 ns/op            8 B/op          1 allocs/op
PASS
ok      xxxx     2.653s

本文由 mdnice 多平台公布

正文完

后端

发表至：后端

2023-08-30

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关于后端:Go-官方标准编译器中所做的优化

优化 1 -4: 字符串和字节切片之间的转化

1. 紧跟 range 关键字的从字符串到字节切片的转换；

2. 映射元素读取索引语法中被用做键值的从字节切片到字符串的转换；

3. 字符串比拟表达式中被用做比拟值的从字节切片到字符串的转换

4. 含非空字符串常量的字符串连接表达式中的从字节切片到字符串的转换

5.[]rune(aString)转换的工夫和空间复杂度都是 O(n), 但 len([]rune(aString))中的此转换不须要开拓内存

6. 字符串连接表达式只需开拓一次内存, 无论须要连接多少个字符串

7.for i := range anArrayOrSlice{anArrayOrSlice[i]} = zeroElement} 模式将被优化为一个外部的 memclr 操作

8.for k = range m {delete(m,k)}模式将被优化为一个外部的 map 清空操作

9. 尺寸不大于 4 个原生字(即 int), 并且字段数不超过 4 个的构造体值被视为是小尺寸值

10. 接口值包裹指针值比包裹其余类型的值要快

11. 接口值包裹指针值比包裹其余类型的值要快

12.Bounds Check Elimination

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关于后端:Go-官方标准编译器中所做的优化

优化 1 -4: 字符串和字节切片之间的转化

1. 紧跟 range 关键字的 从字符串到字节切片的转换；

2. 映射元素读取索引语法中被用做键值的 从字节切片到字符串的转换；

3. 字符串比拟表达式中被用做比拟值的 从字节切片到字符串的转换

4. 含 非空字符串常量 的字符串连接表达式中的 从字节切片到字符串的转换

5.[]rune(aString)转换的工夫和空间复杂度都是 O(n), 但 len([]rune(aString))中的此转换 不须要开拓内存

6. 字符串连接表达式只需开拓一次内存, 无论须要连接多少个字符串

7.for i := range anArrayOrSlice{anArrayOrSlice[i]} = zeroElement} 模式 将被优化为一个外部的 memclr 操作

8.for k = range m {delete(m,k)}模式 将被优化为一个外部的 map 清空操作

9. 尺寸不大于 4 个原生字(即 int), 并且字段数不超过 4 个的构造体值被视为是小尺寸值

10. 接口值包裹 指针值 比 包裹 其余类型的值 要快

11. 接口值包裹 指针值 比 包裹 其余类型的值 要快

12.Bounds Check Elimination

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1. 紧跟 range 关键字的从字符串到字节切片的转换；

2. 映射元素读取索引语法中被用做键值的从字节切片到字符串的转换；

3. 字符串比拟表达式中被用做比拟值的从字节切片到字符串的转换

4. 含非空字符串常量的字符串连接表达式中的从字节切片到字符串的转换

5.[]rune(aString)转换的工夫和空间复杂度都是 O(n), 但 len([]rune(aString))中的此转换不须要开拓内存

7.for i := range anArrayOrSlice{anArrayOrSlice[i]} = zeroElement} 模式将被优化为一个外部的 memclr 操作

8.for k = range m {delete(m,k)}模式将被优化为一个外部的 map 清空操作

10. 接口值包裹指针值比包裹其余类型的值要快

11. 接口值包裹指针值比包裹其余类型的值要快

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