go_performance_ru.slide

Трюки производительности Go: Как я перестал беспокоиться и полюбил Go в продакшене
Lesson Special
01 Jan 2023
Tags: golang, go, performance

Pavel Tišnovský
Red Hat, Inc.
ptisnovs@redhat.com
https://github.com/RedHatOfficial/GoCourse
@RedHat



* Sources
- [[https://github.com/RedHatOfficial/GoCourse]]
.image ./common/qr_address.png



* Gophers
#The Go gopher was designed by Renee French. (http://reneefrench.blogspot.com/)
#Source https://golang.org/doc/gopher/fiveyears.jpg
#The design and this image is licensed under the Creative Commons 3.0 Attributions license.
.image ./common/fiveyears.jpg _ 900



* Простые, но полезные улучшения производительности в Go

- Компилятор Go довольно прямолинеен (= простой)
- Ему нужна помощь от разработчиков

* Некоторые интересные области, подкрепленные опытом

1. Передавайте структуры по ссылке, а не по значению
1. Передавайте приемники по ссылке, а не по значению
1. Предварительное выделение памяти для карт
1. Массивы против срезов

- Большинство упомянутых выше вещей не являются идиоматичными!



* Передача структур по ссылке, а не по значению

- Все типы данных передаются по значению в функции и методы
    - это хорошо с точки зрения "пространства состояний"
    - не очень хорошо с точки зрения производительности
- Java/Python имеют другую семантику!
- И никакого хорошего решения вроде `const` и `mut` в Go не существует



* Определение проблемы

- Большие структуры передаются по значению везде в коде
    - даже во внутренних циклах
- Это вызывает накладные расходы, которых очень легко избежать
    - но за счет: используется неправильная семантика



* Реальный пример

.code optimizations/config.toml



* Представление такой структуры в Go

.code optimizations/config_struct_1.go

* Подструктуры

.code optimizations/config_struct_2.go

.code optimizations/config_struct_3.go



* 'Getter', используемый в коде

.code optimizations/getter_by_value.go

- Плюсы
    - довольно идиоматично
    - в основном говорит, что структура неизменяема на 1-м уровне
- Минусы
    - структура передается по значению
    - размер структуры около 700 байт!



* Грязное решение

- единственное возможное решение в Go
    - другая семантика:
        - передача по ссылке -> структура может быть изменена внутри
- к сожалению, мы не можем различить `const` и `mut`
    - мутация (или отсутствие мутации) должна проверяться модульными тестами

.code optimizations/getter_by_reference.go



* Стоит ли это делать?

.code optimizations/benchmark_1_1.go

* Вспомогательная функция для загрузки конфигурации

.code optimizations/benchmark_1_2.go

* Вспомогательная функция для загрузки конфигурации

.code optimizations/benchmark_1_3.go

* Фактические бенчмарки

.code optimizations/benchmark_1_4.go


* Результаты бенчмарков

.code optimizations/benchmark_results_1.go


* Результаты бенчмарков

- 13.20 ns/op против 0.2405 ns/op
- Это увеличение скорости на 5488% :)
    - устранение операции memcpy


* Графический вывод

.image images/benchmark1.png


* Табличный вывод

.image images/benchmark2.png



* Все еще актуально?

- 0.2405 ns против 13.20 ns с точки зрения CPU против человека

.image images/computer_latency.png



* Память становится "медленнее"

.image images/cpu.png



* Что насчет методов?

- Та же проблема + простое исправление

.code optimizations/methods_comparison.go



* Бенчмарк для методов

.code optimizations/methods_benchmark.go



* Запуск бенчмарка

.code optimizations/methods_benchmark_results.go



* Предварительное выделение памяти для карт

- В Go можно указать количество элементов карты при выделении памяти карты

.code optimizations/map_preallocation.go

- Не строго необходимо, поэтому разработчики выбрали "подход Python"
- Имеет ли смысл пытаться оценить количество элементов?
- Кто знает? Вероятно, только бенчмарк...



* Бенчмарк

.code optimizations/map_benchmark.go



* Результаты бенчмарка

.code optimizations/map_benchmark_results.go

* Графический вывод

.image images/profiler1.png



* Карты с большими ключами

- Ключи могут быть любого типа в Go
- Поэтому ключи могут быть довольно большими (представьте структуры)

.code optimizations/large_keys.go



* Бенчмарк

.code optimizations/large_keys_benchmark.go



* Результаты

.code optimizations/large_keys_results.go



* Массивы против срезов

- Массивы передаются по значению
- Срезы передаются по ссылке (технически)
- Срезы более гибкие

.code optimizations/arrays_vs_slices.go



* Бенчмарк массивов против срезов

.code optimizations/arrays_slices_benchmark.go



* Результаты

.code optimizations/arrays_slices_results.go



* SIMD поддержка в Go

- Сегодня ситуация не идеальная
    - мы не инвестируем в этот подход
    - в любом случае большая часть обработки выполняется с UTF-8 символами

.image images/simd.png



#last slide
* Больше Gophers
#The Go gopher was designed by Renee French. (http://reneefrench.blogspot.com/)
#Source https://golang.org/doc/gopher/bumper.png
#The design and this image is licensed under the Creative Commons 3.0 Attributions license.
.image ./common/bumper.png  _ 900