关于php:使用-Go-defer-要小心这-2-个折腾人的雷区

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大家好,我是煎鱼。

在 Go 语言中 defer 是一个十分有意思的关键字个性。例子如下:

package main

import "fmt"

func main() {defer fmt.Println("煎鱼了")

    fmt.Println("脑子进")
}

输入后果是:

脑子进
煎鱼了

在前几天我的读者群内有小伙伴探讨起了上面这个问题:

简略来讲,问题就是针对在 for 循环里搞 defer 关键字,是否会造成什么性能影响

因为在 Go 语言的底层数据结构设计上 defer 是链表的数据结构:

大家放心如果循环过大 defer 链表会巨长,不够“精益求精”。又或是猜测会不会 Go defer 的设计和 Redis 数据结构设计相似,本人做了优化,其实没啥大影响?

明天这篇文章,咱们就来摸索循环 Go defer,造成底层链表过长会不会带来什么问题,若有,具体有什么影响?

开始吸鱼之路。

defer 性能优化 30%

在早年 Go1.13 时已经对 defer 进行了一轮性能优化,在大部分场景下 进步了 defer 30% 的性能:

咱们来回顾一下 Go1.13 的变更,看看 Go defer 优化在了哪里,这是问题的关键点。

以前和当初比照

在 Go1.12 及以前,调用 Go defer 时汇编代码如下:

    0x0070 00112 (main.go:6)    CALL    runtime.deferproc(SB)
    0x0075 00117 (main.go:6)    TESTL    AX, AX
    0x0077 00119 (main.go:6)    JNE    137
    0x0079 00121 (main.go:7)    XCHGL    AX, AX
    0x007a 00122 (main.go:7)    CALL    runtime.deferreturn(SB)
    0x007f 00127 (main.go:7)    MOVQ    56(SP), BP

在 Go1.13 及当前,调用 Go defer 时汇编代码如下:

    0x006e 00110 (main.go:4)    MOVQ    AX, (SP)
    0x0072 00114 (main.go:4)    CALL    runtime.deferprocStack(SB)
    0x0077 00119 (main.go:4)    TESTL    AX, AX
    0x0079 00121 (main.go:4)    JNE    139
    0x007b 00123 (main.go:7)    XCHGL    AX, AX
    0x007c 00124 (main.go:7)    CALL    runtime.deferreturn(SB)
    0x0081 00129 (main.go:7)    MOVQ    112(SP), BP

从汇编的角度来看,像是本来调用 runtime.deferproc 办法改成了调用 runtime.deferprocStack 办法,难道是做了什么优化?

咱们 抱着疑难 持续看上来。

defer 最小单元:_defer

相较于以前的版本,Go defer 的最小单元 _defer 构造体次要是新增了 heap 字段:

type _defer struct {
    siz     int32
    siz     int32 // includes both arguments and results
    started bool
    heap    bool
    sp      uintptr // sp at time of defer
    pc      uintptr
    fn      *funcval
    ...

该字段用于标识这个 _defer 是在堆上,还是在栈上进行调配,其余字段并没有明确变更,那咱们能够把聚焦点放在 defer 的堆栈调配上了,看看是做了什么事。

deferprocStack

func deferprocStack(d *_defer) {gp := getg()
    if gp.m.curg != gp {throw("defer on system stack")
    }
    
    d.started = false
    d.heap = false
    d.sp = getcallersp()
    d.pc = getcallerpc()

    *(*uintptr)(unsafe.Pointer(&d._panic)) = 0
    *(*uintptr)(unsafe.Pointer(&d.link)) = uintptr(unsafe.Pointer(gp._defer))
    *(*uintptr)(unsafe.Pointer(&gp._defer)) = uintptr(unsafe.Pointer(d))

    return0()}

这一块代码挺惯例的,次要是获取调用 defer 函数的函数栈指针、传入函数的参数具体地址以及 PC(程序计数器),这块在前文《深刻了解 Go defer》有具体介绍过,这里就不再赘述了。

这个 deferprocStack 非凡在哪呢?

能够看到它把 d.heap 设置为了 false,也就是代表 deferprocStack 办法是针对将 _defer 调配在栈上的利用场景的。

deferproc

问题来了,它又在哪里解决调配到堆上的利用场景呢?

func newdefer(siz int32) *_defer {
    ...
    d.heap = true
    d.link = gp._defer
    gp._defer = d
    return d
}

具体的 newdefer 是在哪里调用的呢,如下:

func deferproc(siz int32, fn *funcval) { // arguments of fn follow fn
    ...
    sp := getcallersp()
    argp := uintptr(unsafe.Pointer(&fn)) + unsafe.Sizeof(fn)
    callerpc := getcallerpc()

    d := newdefer(siz)
    ...
}

十分明确,先前的版本中调用的 deferproc 办法,当初被用于对应调配到堆上的场景了。

小结

  • 能够确定的是 deferproc 并没有被去掉,而是流程被优化了。
  • Go 编译器会依据利用场景去抉择应用 deferproc 还是 deferprocStack 办法,他们别离是针对调配在堆上和栈上的应用场景。

优化在哪儿

次要优化在于其 defer 对象的堆栈调配规定的扭转,措施是:
编译器对 deferfor-loop 迭代深度进行剖析。

// src/cmd/compile/internal/gc/esc.go
case ODEFER:
    if e.loopdepth == 1 { // top level
        n.Esc = EscNever // force stack allocation of defer record (see ssa.go)
        break
    }

如果 Go 编译器检测到循环深度(loopdepth)为 1,则设置逃逸剖析的后果,将调配到栈上,否则调配到堆上。

// src/cmd/compile/internal/gc/ssa.go
case ODEFER:
    d := callDefer
    if n.Esc == EscNever {d = callDeferStack}
    s.call(n.Left, d)

以此免去了以前频繁调用 systemstackmallocgc 等办法所带来的大量性能开销,来达到大部分场景进步性能的作用。

循环调用 defer

回到问题自身,晓得了 defer 优化的原理后。那“循环里搞 defer 关键字,是否会造成什么性能影响?”

最间接的影响就是这大概 30% 的性能优化间接全无,且因为姿态不正确,实践上 defer 既有的开销(链表变长)也变大,性能变差。

因而咱们要防止以下两种场景的代码:

  • 显式循环:在调用 defer 关键字的外层有显式的循环调用,例如:for-loop 语句等。
  • 隐式循环:在调用 defer 关键字有相似循环嵌套的逻辑,例如:goto 语句等。

显式循环

第一个例子是间接在代码的 for 循环中应用 defer 关键字:

func main() {
    for i := 0; i <= 99; i++ {defer func() {fmt.Println("脑子进煎鱼了")
        }()}
}

这个也是最常见的模式,无论是写爬虫时,又或是 Goroutine 调用时,不少人都喜爱这么写。

这属于显式的调用了循环。

隐式循环

第二个例子是在代码中应用相似 goto 关键字:

func main() {
    i := 1
food:
    defer func() {}()
    if i == 1 {
        i -= 1
        goto food
    }
}

这种写法比拟少见,因为 goto 关键字有时候甚至会被列为代码标准不给应用,次要是会造成一些滥用,所以大多数就抉择其实形式实现逻辑。

这属于隐式的调用,造成了类循环的作用。

总结

显然,Defer 在设计上并没有说做的特地的微妙。他次要是依据理论的一些利用场景进行了优化,达到了较好的性能。

尽管自身 defer 会带一点点开销,但并没有设想中那么的不堪应用。除非你 defer 所在的代码是须要频繁执行的代码,才须要思考去做优化。

否则没有必要适度纠结,在实际上,猜想或遇到性能问题时,看看 PProf 的剖析,看看 defer 是不是在相应的 hot path 之中,再进行正当优化就好。

所谓的优化,可能也只是去掉 defer 而采纳手动执行,并不简单。在编码时防止踩到 defer 的显式和隐式循环这 2 个雷区就能够达到性能最大化了。

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