From a663fa06ab0d49169e8888a9e51d9c41a1ba870a Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: "Xingyu.Wang" Date: Thu, 11 Oct 2018 15:07:14 +0800 Subject: [PATCH] PRF:20140607 Five things that make Go fast.md MIME-Version: 1.0 Content-Type: text/plain; charset=UTF-8 Content-Transfer-Encoding: 8bit @houbaron 恭喜您，完成了第一篇翻译贡献！ --- .../20140607 Five things that make Go fast.md | 127 +++++++++--------- 1 file changed, 61 insertions(+), 66 deletions(-) diff --git a/translated/tech/20140607 Five things that make Go fast.md b/translated/tech/20140607 Five things that make Go fast.md index 6adee59e52..63c0e0d18a 100644 --- a/translated/tech/20140607 Five things that make Go fast.md +++ b/translated/tech/20140607 Five things that make Go fast.md @@ -1,11 +1,10 @@ 五种加速 Go 的特性 -============================================================ +======== - _Anthony Starks 使用他出色的 Deck 演示工具重构了我原来的基于 Google Slides 的幻灯片。你可以在他的博客上查看他重构后的幻灯片, [mindchunk.blogspot.com.au/2014/06/remixing-with-deck][5]._ +_Anthony Starks 使用他出色的 Deck 演示工具重构了我原来的基于 Google Slides 的幻灯片。你可以在他的博客上查看他重构后的幻灯片, +[mindchunk.blogspot.com.au/2014/06/remixing-with-deck][5]。_ -* * * - -我最近被邀请在 Gocon 发表演讲，这是一个每半年在日本东京举行的精彩 Go 的大会。[Gocon 2014][6] 是一个完全由社区驱动的为期一天的活动，由培训和一整个下午的围绕着 生产环境中的 Go 这个主题的演讲组成. +我最近被邀请在 Gocon 发表演讲，这是一个每半年在日本东京举行的 Go 的精彩大会。[Gocon 2014][6] 是一个完全由社区驱动的为期一天的活动，由培训和一整个下午的围绕着生产环境中的 Go 这个主题的演讲组成.（LCTT 译注：本文发表于 2014 年） 以下是我的讲义。原文的结构能让我缓慢而清晰的演讲，因此我已经编辑了它使其更可读。 @@ -19,14 +18,16 @@ 我很高兴今天能来到 Gocon。我想参加这个会议已经两年了，我很感谢主办方能提供给我向你们演讲的机会。 - [![Gocon 2014](https://dave.cheney.net/wp-content/uploads/2014/06/Gocon-2014-1.jpg)][9] +[![Gocon 2014](https://dave.cheney.net/wp-content/uploads/2014/06/Gocon-2014-1.jpg)][9] + 我想以一个问题开始我的演讲。 为什么选择 Go？ 当大家讨论学习或在生产环境中使用 Go 的原因时，答案不一而足，但因为以下三个原因的最多。 - [![Gocon 2014 ](https://dave.cheney.net/wp-content/uploads/2014/06/Gocon-2014-2.jpg)][10] +[![Gocon 2014 ](https://dave.cheney.net/wp-content/uploads/2014/06/Gocon-2014-2.jpg)][10] + 这就是 TOP3 的原因。 第一，并发。 @@ -37,29 +38,29 @@ Go 的 并发原语Concurrency Primitives 对于来自 Nod 我们今天从经验丰富的 Gophers 那里听说过，他们非常欣赏部署 Go 应用的简单性。 - [![Gocon 2014](https://dave.cheney.net/wp-content/uploads/2014/06/Gocon-2014-3.jpg)][11] +[![Gocon 2014](https://dave.cheney.net/wp-content/uploads/2014/06/Gocon-2014-3.jpg)][11] 然后是性能。 我相信人们选择 Go 的一个重要原因是它 _快_。 - [![Gocon 2014 (4)](https://dave.cheney.net/wp-content/uploads/2014/06/Gocon-2014-4.jpg)][12] +[![Gocon 2014 (4)](https://dave.cheney.net/wp-content/uploads/2014/06/Gocon-2014-4.jpg)][12] 在今天的演讲中，我想讨论五个有助于提高 Go 性能的特性。 我还将与大家分享 Go 如何实现这些特性的细节。 - [![Gocon 2014 (5)](https://dave.cheney.net/wp-content/uploads/2014/06/Gocon-2014-5.jpg)][13] +[![Gocon 2014 (5)](https://dave.cheney.net/wp-content/uploads/2014/06/Gocon-2014-5.jpg)][13] 我要谈的第一个特性是 Go 对于值的高效处理和存储。 - [![Gocon 2014 (6)](https://dave.cheney.net/wp-content/uploads/2014/06/Gocon-2014-6.jpg)][14] +[![Gocon 2014 (6)](https://dave.cheney.net/wp-content/uploads/2014/06/Gocon-2014-6.jpg)][14] 这是 Go 中一个值的例子。编译时，`gocon` 正好消耗四个字节的内存。 让我们将 Go 与其他一些语言进行比较 - [![Gocon 2014 (7)](https://dave.cheney.net/wp-content/uploads/2014/06/Gocon-2014-7.jpg)][15] +[![Gocon 2014 (7)](https://dave.cheney.net/wp-content/uploads/2014/06/Gocon-2014-7.jpg)][15] 由于 Python 表示变量的方式的开销，使用 Python 存储相同的值会消耗六倍的内存。 @@ -67,19 +68,19 @@ Python 使用额外的内存来跟踪类型信息，进行 引用计数引用计数引用计数内联Inlining。 - [![Gocon 2014 (17)](https://dave.cheney.net/wp-content/uploads/2014/06/Gocon-2014-17.jpg)][25] +[![Gocon 2014 (17)](https://dave.cheney.net/wp-content/uploads/2014/06/Gocon-2014-17.jpg)][25] Go 编译器通过将函数体视为调用者的一部分来内联函数。 @@ -143,13 +144,13 @@ Go 编译器通过将函数体视为调用者的一部分来内联函数。 复杂的函数通常不受调用它们的开销所支配，因此不会内联。 - [![Gocon 2014 (18)](https://dave.cheney.net/wp-content/uploads/2014/06/Gocon-2014-18.jpg)][26] +[![Gocon 2014 (18)](https://dave.cheney.net/wp-content/uploads/2014/06/Gocon-2014-18.jpg)][26] 这个例子显示函数 `Double` 调用 `util.Max`。 为了减少调用 `util.Max` 的开销，编译器可以将 `util.Max` 内联到 `Double` 中，就象这样 - [![Gocon 2014 (19)](https://dave.cheney.net/wp-content/uploads/2014/06/Gocon-2014-19.jpg)][27] +[![Gocon 2014 (19)](https://dave.cheney.net/wp-content/uploads/2014/06/Gocon-2014-19.jpg)][27] 内联后不再调用 `util.Max`，但是 `Double` 的行为没有改变。 @@ -159,7 +160,7 @@ Go 实现非常简单。编译包时，会标记任何适合内联的小函数 然后函数的源代码和编译后版本都会被存储。 - [![Gocon 2014 (20)](https://dave.cheney.net/wp-content/uploads/2014/06/Gocon-2014-20.jpg)][28] +[![Gocon 2014 (20)](https://dave.cheney.net/wp-content/uploads/2014/06/Gocon-2014-20.jpg)][28] 此幻灯片显示了 `util.a` 的内容。源代码已经过一些转换，以便编译器更容易快速处理。 @@ -169,13 +170,13 @@ Go 实现非常简单。编译包时，会标记任何适合内联的小函数 拥有该函数的源代码可以实现其他优化。 - [![Gocon 2014 (21)](https://dave.cheney.net/wp-content/uploads/2014/06/Gocon-2014-21.jpg)][29] +[![Gocon 2014 (21)](https://dave.cheney.net/wp-content/uploads/2014/06/Gocon-2014-21.jpg)][29] 在这个例子中，尽管函数 `Test` 总是返回 `false`，但 `Expensive` 在不执行它的情况下无法知道结果。 -当 `Test` 被内联时，我们得到这样的东西 +当 `Test` 被内联时，我们得到这样的东西。 - [![Gocon 2014 (22)](https://dave.cheney.net/wp-content/uploads/2014/06/Gocon-2014-22.jpg)][30] +[![Gocon 2014 (22)](https://dave.cheney.net/wp-content/uploads/2014/06/Gocon-2014-22.jpg)][30] 编译器现在知道 `Expensive` 的代码无法访问。 @@ -183,7 +184,7 @@ Go 实现非常简单。编译包时，会标记任何适合内联的小函数 Go 编译器可以跨文件甚至跨包自动内联函数。还包括从标准库调用的可内联函数的代码。 - [![Gocon 2014 (23)](https://dave.cheney.net/wp-content/uploads/2014/06/Gocon-2014-23.jpg)][31] +[![Gocon 2014 (23)](https://dave.cheney.net/wp-content/uploads/2014/06/Gocon-2014-23.jpg)][31] 强制垃圾回收Mandatory Garbage Collection 使 Go 成为一种更简单，更安全的语言。 @@ -191,13 +192,13 @@ Go 编译器可以跨文件甚至跨包自动内联函数。还包括从标准 这意味着在堆上分配的内存是有代价的。每次 GC 运行时都会花费 CPU 时间，直到释放内存为止。 - [![Gocon 2014 (24)](https://dave.cheney.net/wp-content/uploads/2014/06/Gocon-2014-24.jpg)][32] +[![Gocon 2014 (24)](https://dave.cheney.net/wp-content/uploads/2014/06/Gocon-2014-24.jpg)][32] 然而，有另一个地方分配内存，那就是栈。 与 C 不同，它强制您选择是否将值通过 `malloc` 将其存储在堆上，还是通过在函数范围内声明将其储存在栈上；Go 实现了一个名为 逃逸分析Escape Analysis 的优化。 - [![Gocon 2014 (25)](https://dave.cheney.net/wp-content/uploads/2014/06/Gocon-2014-25.jpg)][33] +[![Gocon 2014 (25)](https://dave.cheney.net/wp-content/uploads/2014/06/Gocon-2014-25.jpg)][33] 逃逸分析决定了对一个值的任何引用是否会从被声明的函数中逃逸。 @@ -207,7 +208,7 @@ Go 编译器可以跨文件甚至跨包自动内联函数。还包括从标准 让我们看一些例子 - [![Gocon 2014 (26)](https://dave.cheney.net/wp-content/uploads/2014/06/Gocon-2014-26.jpg)][34] +[![Gocon 2014 (26)](https://dave.cheney.net/wp-content/uploads/2014/06/Gocon-2014-26.jpg)][34] `Sum` 返回 1 到 100 的整数的和。这是一种相当不寻常的做法，但它说明了逃逸分析的工作原理。 @@ -215,7 +216,7 @@ Go 编译器可以跨文件甚至跨包自动内联函数。还包括从标准 没有必要回收 `numbers`，它会在 `Sum` 返回时自动释放。 - [![Gocon 2014 (27)](https://dave.cheney.net/wp-content/uploads/2014/06/Gocon-2014-27.jpg)][35] +[![Gocon 2014 (27)](https://dave.cheney.net/wp-content/uploads/2014/06/Gocon-2014-27.jpg)][35] 第二个例子也有点尬。在 `CenterCursor` 中，我们创建一个新的 `Cursor` 对象并在 `c` 中存储指向它的指针。 @@ -225,7 +226,7 @@ Go 编译器可以跨文件甚至跨包自动内联函数。还包括从标准 即使 `c` 被 `new` 函数分配了空间，它也不会存储在堆上，因为没有引用 `c` 的变量逃逸 `CenterCursor` 函数。 - [![Gocon 2014 (28)](https://dave.cheney.net/wp-content/uploads/2014/06/Gocon-2014-28.jpg)][36] +[![Gocon 2014 (28)](https://dave.cheney.net/wp-content/uploads/2014/06/Gocon-2014-28.jpg)][36] 默认情况下，Go 的优化始终处于启用状态。可以使用 `-gcflags = -m` 开关查看编译器的逃逸分析和内联决策。 @@ -233,11 +234,11 @@ Go 编译器可以跨文件甚至跨包自动内联函数。还包括从标准 我将在本演讲的其余部分详细讨论栈。 - [![Gocon 2014 (30)](https://dave.cheney.net/wp-content/uploads/2014/06/Gocon-2014-30.jpg)][37] +[![Gocon 2014 (30)](https://dave.cheney.net/wp-content/uploads/2014/06/Gocon-2014-30.jpg)][37] -Go 有 goroutines。 这是 Go 并发的基石。 +Go 有 goroutine。 这是 Go 并发的基石。 -我想退一步，探索 goroutines 的历史。 +我想退一步，探索 goroutine 的历史。 最初，计算机一次运行一个进程。在 60 年代，多进程或 分时Time Sharing 的想法变得流行起来。 @@ -245,7 +246,7 @@ Go 有 goroutines。 这是 Go 并发的基石。 这称为 _进程切换_。 - [![Gocon 2014 (29)](https://dave.cheney.net/wp-content/uploads/2014/06/Gocon-2014-29.jpg)][38] +[![Gocon 2014 (29)](https://dave.cheney.net/wp-content/uploads/2014/06/Gocon-2014-29.jpg)][38] 进程切换有三个主要开销。 @@ -255,44 +256,41 @@ Go 有 goroutines。 这是 Go 并发的基石。 最后是操作系统 上下文切换Context Switch 的成本，以及 调度函数Scheduler Function 选择占用 CPU 的下一个进程的开销。 - [![Gocon 2014 (31)](https://dave.cheney.net/wp-content/uploads/2014/06/Gocon-2014-31.jpg)][39] +[![Gocon 2014 (31)](https://dave.cheney.net/wp-content/uploads/2014/06/Gocon-2014-31.jpg)][39] 现代处理器中有数量惊人的寄存器。我很难在一张幻灯片上排开它们，这可以让你知道保护和恢复它们需要多少时间。 由于进程切换可以在进程执行的任何时刻发生，因此操作系统需要存储所有寄存器的内容，因为它不知道当前正在使用哪些寄存器。 - [![Gocon 2014 (32)](https://dave.cheney.net/wp-content/uploads/2014/06/Gocon-2014-32.jpg)][40] +[![Gocon 2014 (32)](https://dave.cheney.net/wp-content/uploads/2014/06/Gocon-2014-32.jpg)][40] 这导致了线程的出生，这些线程在概念上与进程相同，但共享相同的内存空间。 由于线程共享地址空间，因此它们比进程更轻，因此创建速度更快，切换速度更快。 - [![Gocon 2014 (33)](https://dave.cheney.net/wp-content/uploads/2014/06/Gocon-2014-33.jpg)][41] +[![Gocon 2014 (33)](https://dave.cheney.net/wp-content/uploads/2014/06/Gocon-2014-33.jpg)][41] -Goroutines 升华了线程的思想。 +Goroutine 升华了线程的思想。 -Goroutines 是 协作式调度Cooperative Scheduled +Goroutine 是 协作式调度Cooperative Scheduled 的，而不是依靠内核来调度。 当对 Go 运行时调度器Runtime Scheduler 进行显式调用时，goroutine 之间的切换仅发生在明确定义的点上。 编译器知道正在使用的寄存器并自动保存它们。 - [![Gocon 2014 (34)](https://dave.cheney.net/wp-content/uploads/2014/06/Gocon-2014-34.jpg)][42] +[![Gocon 2014 (34)](https://dave.cheney.net/wp-content/uploads/2014/06/Gocon-2014-34.jpg)][42] 虽然 goroutine 是协作式调度的，但运行时会为你处理。 -Goroutines 可能会给禅让给其他协程时刻是： +Goroutine 可能会给禅让给其他协程时刻是： * 阻塞式通道发送和接收。 - * Go 声明，虽然不能保证会立即调度新的 goroutine。 - * 文件和网络操作式的阻塞式系统调用。 - * 在被垃圾回收循环停止后。 - [![Gocon 2014 (35)](https://dave.cheney.net/wp-content/uploads/2014/06/Gocon-2014-35.jpg)][43] +[![Gocon 2014 (35)](https://dave.cheney.net/wp-content/uploads/2014/06/Gocon-2014-35.jpg)][43] 这个例子说明了上一张幻灯片中描述的一些调度点。 @@ -304,7 +302,7 @@ Goroutines 可能会给禅让给其他协程时刻是： 最后，当 `Read` 操作完成并且数据可用时，线程切换回左侧。 - [![Gocon 2014 (36)](https://dave.cheney.net/wp-content/uploads/2014/06/Gocon-2014-36.jpg)][44] +[![Gocon 2014 (36)](https://dave.cheney.net/wp-content/uploads/2014/06/Gocon-2014-36.jpg)][44] 这张幻灯片显示了低级语言描述的 `runtime.Syscall` 函数，它是 `os` 包中所有函数的基础。 @@ -316,13 +314,13 @@ Goroutines 可能会给禅让给其他协程时刻是： 这导致每 Go 进程的操作系统线程相对较少，Go 运行时负责将可运行的 Goroutine 分配给空闲的操作系统线程。 - [![Gocon 2014 (37)](https://dave.cheney.net/wp-content/uploads/2014/06/Gocon-2014-37.jpg)][45] +[![Gocon 2014 (37)](https://dave.cheney.net/wp-content/uploads/2014/06/Gocon-2014-37.jpg)][45] 在上一节中，我讨论了 goroutine 如何减少管理许多（有时是数十万个并发执行线程）的开销。 Goroutine故事还有另一面，那就是栈管理，它引导我进入我的最后一个话题。 - [![Gocon 2014 (39)](https://dave.cheney.net/wp-content/uploads/2014/06/Gocon-2014-39.jpg)][46] +[![Gocon 2014 (39)](https://dave.cheney.net/wp-content/uploads/2014/06/Gocon-2014-39.jpg)][46] 这是一个进程的内存布局图。我们感兴趣的关键是堆和栈的位置。 @@ -330,13 +328,13 @@ Goroutine故事还有另一面，那就是栈管理，它引导我进入我的 栈位于虚拟地址空间的顶部，并向下增长。 - [![Gocon 2014 (40)](https://dave.cheney.net/wp-content/uploads/2014/06/Gocon-2014-40.jpg)][47] +[![Gocon 2014 (40)](https://dave.cheney.net/wp-content/uploads/2014/06/Gocon-2014-40.jpg)][47] 因为堆和栈相互覆盖的结果会是灾难性的，操作系统通常会安排在栈和堆之间放置一个不可写内存区域，以确保如果它们发生碰撞，程序将中止。 这称为保护页，有效地限制了进程的栈大小，通常大约为几兆字节。 - [![Gocon 2014 (41)](https://dave.cheney.net/wp-content/uploads/2014/06/Gocon-2014-41.jpg)][48] +[![Gocon 2014 (41)](https://dave.cheney.net/wp-content/uploads/2014/06/Gocon-2014-41.jpg)][48] 我们已经讨论过线程共享相同的地址空间，因此对于每个线程，它必须有自己的栈。 @@ -346,7 +344,7 @@ Goroutine故事还有另一面，那就是栈管理，它引导我进入我的 缺点是随着程序中线程数的增加，可用地址空间的数量会减少。 - [![Gocon 2014 (42)](https://dave.cheney.net/wp-content/uploads/2014/06/Gocon-2014-42.jpg)][49] +[![Gocon 2014 (42)](https://dave.cheney.net/wp-content/uploads/2014/06/Gocon-2014-42.jpg)][49] 我们已经看到 Go 运行时将大量的 goroutine 调度到少量线程上，但那些 goroutines 的栈需求呢？ @@ -354,13 +352,13 @@ Go 编译器不使用保护页，而是在每个函数调用时插入一个检 由于这种检查，goroutines 初始栈可以做得更小，这反过来允许 Go 程序员将 goroutines 视为廉价资源。 - [![Gocon 2014 (43)](https://dave.cheney.net/wp-content/uploads/2014/06/Gocon-2014-43.jpg)][50] +[![Gocon 2014 (43)](https://dave.cheney.net/wp-content/uploads/2014/06/Gocon-2014-43.jpg)][50] 这是一张显示了 Go 1.2 如何管理栈的幻灯片。 当 `G` 调用 `H` 时，没有足够的空间让 `H` 运行，所以运行时从堆中分配一个新的栈帧，然后在新的栈段上运行 `H`。当 `H` 返回时，栈区域返回到堆，然后返回到 `G`。 - [![Gocon 2014 (44)](https://dave.cheney.net/wp-content/uploads/2014/06/Gocon-2014-44.jpg)][51] +[![Gocon 2014 (44)](https://dave.cheney.net/wp-content/uploads/2014/06/Gocon-2014-44.jpg)][51] 这种管理栈的方法通常很好用，但对于某些类型的代码，通常是递归代码，它可能导致程序的内部循环跨越这些栈边界之一。 @@ -368,7 +366,7 @@ Go 编译器不使用保护页，而是在每个函数调用时插入一个检 每次都会导致栈拆分。 这被称为 热分裂Hot Split 问题。 - [![Gocon 2014 (45)](https://dave.cheney.net/wp-content/uploads/2014/06/Gocon-2014-45.jpg)][52] +[![Gocon 2014 (45)](https://dave.cheney.net/wp-content/uploads/2014/06/Gocon-2014-45.jpg)][52] 为了解决热分裂问题，Go 1.3 采用了一种新的栈管理方法。 @@ -380,7 +378,7 @@ Go 编译器不使用保护页，而是在每个函数调用时插入一个检 这解决了热分裂问题。 - [![Gocon 2014 (46)](https://dave.cheney.net/wp-content/uploads/2014/06/Gocon-2014-46.jpg)][53] +[![Gocon 2014 (46)](https://dave.cheney.net/wp-content/uploads/2014/06/Gocon-2014-46.jpg)][53] 值，内联，逃逸分析，Goroutines 和分段/复制栈。 @@ -398,7 +396,7 @@ Go 编译器不使用保护页，而是在每个函数调用时插入一个检 如果没有可增长的栈，逃逸分析可能会对栈施加太大的压力。 - [![Gocon 2014 (47)](https://dave.cheney.net/wp-content/uploads/2014/06/Gocon-2014-47.jpg)][54] +[![Gocon 2014 (47)](https://dave.cheney.net/wp-content/uploads/2014/06/Gocon-2014-47.jpg)][54] * 感谢 Gocon 主办方允许我今天发言 * twitter / web / email details @@ -407,11 +405,8 @@ Go 编译器不使用保护页，而是在每个函数调用时插入一个检 ### 相关文章： 1. [听我在 OSCON 上关于 Go 性能的演讲][1] - 2. [为什么 Goroutine 的栈是无限大的？][2] - 3. [Go 的运行时环境变量的旋风之旅][3] - 4. [没有事件循环的性能][4] -------------------------------------------------------------------------------- @@ -431,9 +426,9 @@ David 是来自澳大利亚悉尼的程序员和作者。 via: https://dave.cheney.net/2014/06/07/five-things-that-make-go-fast -作者：[Dave Cheney ][a] +作者：[Dave Cheney][a] 译者：[houbaron](https://github.com/houbaron) -校对：[校对者ID](https://github.com/校对者ID) +校对：[wxy](https://github.com/wxy) 本文由 [LCTT](https://github.com/LCTT/TranslateProject) 原创编译，[Linux中国](https://linux.cn/) 荣誉推出