前言

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Go性能调优 说明

《Go性能调优》是一本完备的资源书籍，书中包含经过验证的方法和技巧，可帮助你诊断并解决Go应用程序中的性能问题。本书开篇介绍性能相关概念，你将从中了解Go语言性能背后的理念。接下来，你会学习如何高效地实现Go语言的数据结构和算法，并探索数据操作与组织方式，以便编写可扩展软件的程序。用于实现并行和并发的通道（Channels）和协程（goroutines），也是编写分布式系统高性能代码的核心部分，这部分内容在本书中也有涉及。随后，你将学习如何有效地管理内存。你还会探索统一计算设备架构（Compute Unified Device Architecture，CUDA）驱动应用程序编程接口（API），学习使用容器构建Go代码，并利用Go构建缓存以加快编译速度。你将清晰了解如何对Go代码进行分析和追踪，从而检测系统中的瓶颈。在本书结尾，你将评估集群和作业队列以优化性能，并监控应用程序以防性能退化。

本文为《Hands-on high performance with Go》的译本，首发于 cppguide.cn (opens new window)。

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目标读者

本书是对Go编程有中高级理解、且有兴趣提升代码执行速度的开发者和专业人士的必备读物。

目录

• 前言
• 第一部分：Go语言性能学习
  • 第1章：Go语言性能入门
    • 技术要求
    • 理解计算机科学中的性能
      • 大O符号简要介绍
      • 衡量长期性能的方法
        • 优化策略概述
      • 优化级别
    • Go语言简史
      • Go标准库
      • Go工具集
        • 基准测试概述
    • Go语言性能背后的理念
    • 协程——从一开始就具备的性能优势
    • 通道——一种类型化的管道
    • 媲美C语言的性能
    • 大规模分布式系统
    • 总结
  • 第2章：数据结构与算法
    • 理解基准测试
      • 基准测试执行
      • 实际应用中的基准测试
    • 介绍大O符号
      • 大O符号的实际示例
      • 数据结构操作与时间复杂度
      • O(1)——常数时间
      • O(log n)——对数时间
      • O(n)——线性时间
      • O(n log n)——准线性时间
      • O(n²)——平方时间
      • O(2ⁿ)——指数时间
    • 理解排序算法
      • 插入排序
      • 堆排序
      • 归并排序
      • 快速排序
    • 理解搜索算法
      • 线性搜索
      • 二分搜索
    • 探索树结构
      • 二叉树
      • 双向链表
    • 探索队列
      • 常见队列模式
      • 常见队列函数
    • 总结
  • 第3章：理解并发
    • 理解闭包
      • 匿名函数
      • 与闭包相关的匿名函数
      • 用于嵌套和延迟工作的闭包
      • 带有闭包的HTTP处理程序
    • 探索协程（Goroutines）
      • Go调度器
      • Go调度器中协程的内部机制
        • M结构体
        • P结构体
        • G结构体
      • 协程的实际应用
    • 介绍通道（Channels）
      • 通道的内部机制
      • 带缓冲的通道
        • 遍历通道（Ranges over channels）
      • 无缓冲的通道
        • select语句
    • 信号量（Semaphores）介绍
    • 理解等待组（WaitGroups）
    • 迭代器与迭代过程
    • 生成器简介
    • 总结
  • 第4章：Go语言中的等效标准模板库算法
    • 理解标准模板库中的算法
      • 排序（Sort）
      • 反转（Reverse）
      • 最小元素和最大元素（Min element and max element）
      • 二分搜索（Binary search）
    • 理解容器
      • 序列容器
        • 数组（Array）
        • 双端队列（Deque）
        • 链表（List）
        • 单向列表（Forward list）
      • 容器适配器
        • 队列（Queue）
        • 优先队列（Priority queue）
        • 栈（Stack）
      • 关联容器
        • 集合（Set）
        • 多重集合（Multiset）
        • 映射（Map）
        • 多重映射（Multimap）
    • 理解函数对象
      • 仿函数（Functors）
      • 迭代器
        • 内部迭代器（Internal iterators）
        • 外部迭代器（External iterators）
        • 生成器（Generators）
        • 隐式迭代器（Implicit Iterators）
    • 总结
  • 第5章：Go语言中的矩阵和向量计算
    • 介绍Gonum和稀疏库（Sparse library）
    • 介绍基本线性代数子程序库（BLAS）
    • 介绍向量（Vectors）
      • 向量计算
    • 介绍矩阵（Matrices）
    • 矩阵运算
      • 矩阵加法
        • 实际示例（矩阵减法）
      • 标量乘法
      • 标量乘法实际示例
      • 矩阵乘法
      • 矩阵乘法实际示例
      • 矩阵转置
      • 矩阵转置实际示例
    • 理解矩阵结构
      • 稠密矩阵（Dense matrices）
      • 稀疏矩阵（Sparse matrices）
        • 基于字典的稀疏矩阵（DOK matrix）
        • 按行索引的链表稀疏矩阵（LIL matrix）
      • 坐标格式稀疏矩阵（COO matrix）
        • 压缩稀疏行矩阵（CSR matrix）
        • 压缩稀疏列矩阵（CSC matrix）
    • 总结
• 第二部分：在Go语言中应用性能概念
  • 第6章：编写可读性强的Go代码
    • 保持Go代码的简洁性
    • 保持Go代码的可读性
    • 探索Go语言中的包（Packaging）
      • 包命名
      • 包布局
      • 内部包
      • 供应商目录（Vendor directory）
      • Go模块（Go modules）
    • 理解Go语言中的命名
    • 理解Go语言中的格式化
    • Go语言接口简介
    • 理解Go语言中的方法
    • 理解Go语言中的继承
    • 探索Go语言中的反射（Reflection）
      • 类型（Types）
      • 种类（Kinds）
      • 值（Values）
    • 总结
  • 第7章：Go语言中的模板编程
    • 理解Go generate
    • 用于Protocol Buffers的生成代码
    • Protocol Buffers代码结果
    • 链接工具链
    • 介绍用于配置编程的Cobra和Viper
    • Cobra/Viper的结果集
    • 文本模板（Text templating）
    • HTML模板（HTML templating）
    • 探索Sprig
      • 字符串函数
      • 字符串切片函数
      • 默认函数
    • 总结
  • 第8章：Go语言中的内存管理
    • 现代计算机内存理解——入门
    • 内存分配
    • 介绍虚拟内存大小（VSZ）和常驻集大小（RSS）
    • 理解内存利用
    • Go运行时内存分配
      • 内存分配入门
      • 内存对象分配
    • 有限内存情况简介
    • 总结
  • 第9章：Go语言中的GPU并行化
    • Cgo——在Go语言中编写C代码
      • 一个简单的Cgo示例
    • GPU加速计算——利用硬件
      • CUDA——利用主机进程
      • 用于支持GPU编程的Docker
    • 在谷歌云平台（GCP）上使用CUDA
      • 创建带GPU的虚拟机
      • 安装CUDA驱动程序
      • 在GCP上安装Docker社区版（Docker CE）
      • 在GCP上安装NVIDIA Docker
      • 将所有操作编写成脚本
    • CUDA——为程序提供赋能
    • 总结
  • 第10章：Go语言中的编译时评估
    • 探索Go运行时
      • GODEBUG
      • GCTRACE
      • GOGC
      • GOMAXPROCS
      • GOTRACEBACK
      • Go构建缓存
      • 管理依赖项（Vendoring dependencies）
      • 缓存和依赖项管理的改进
      • 调试（Debug）
      • PProf/race/trace
    • 理解函数
      • KeepAlive
      • NumCPU
      • ReadMemStats
    • 总结
• 第三部分：部署、监控和迭代Go程序
  • 第11章：构建和部署Go代码
    • 构建Go二进制文件
      • Go build——构建你的Go代码
      • 构建标志（Build flags）
      • 构建信息
      • 编译器和链接器标志
      • 构建约束（Build constraints）
      • 文件名约定
      • Go clean——清理你的构建目录
    • 使用go get和go mod获取包依赖项
    • Go list
    • Go run——执行你的包
    • Go install——安装你的二进制文件
    • 使用Docker构建Go二进制文件
    • 总结
  • 第12章：分析Go代码性能
    • 理解性能分析（Profiling）
    • 探索检测方法（instrumentation methodologies）
      • 使用go test实现性能分析
      • 在代码中手动检测性能分析
      • 对运行中的服务代码进行性能分析
    • CPU性能分析简介
    • 内存性能分析简介
    • 上游pprof的扩展功能
    • 比较多个分析结果
    • 在pprof中解读火焰图
    • 检测Go语言中的内存泄漏
    • 总结
  • 第13章：跟踪Go代码
    • 实现跟踪检测
    • 理解跟踪格式
    • 理解跟踪收集
    • 跟踪窗口中的动态展示
    • 探索类似pprof的跟踪
    • Go分布式跟踪
    • 为你的应用程序实现OpenCensus
    • 总结
  • 第14章：集群和作业队列
    • Go语言中的集群
      • K近邻算法（K-nearest neighbors）
      • K均值聚类（K-means clustering）
    • 探索Go语言中的作业队列
      • 将协程用作作业队列
      • 将带缓冲的通道用作作业队列
      • 集成作业队列
        • Kafka
        • RabbitMQ
    • 总结
  • 第15章：跨版本比较代码质量
    • Go Prometheus导出器——从你的Go应用程序导出数据
    • 应用性能管理（APM）——监控分布式系统性能
      • 谷歌云环境设置
      • 谷歌云跟踪代码
    • 服务级别指标（SLIs）和服务级别目标（SLOs）——设定目标
      • 测量流量
      • 测量延迟
      • 测量错误
      • 测量饱和度
      • Grafana
    • 日志记录——跟踪数据
    • 总结