30、Go 应用性能优化：深入理解 CPU 缓存

Go 应用性能优化：深入理解 CPU 缓存

1. 性能优化原则

在大多数情况下，编写可读性强、清晰的代码比编写经过优化但更复杂且难以理解的代码更好。优化通常需要付出代价，我们应遵循软件工程师 Wes Dyer 的名言：“先确保代码正确，再使其清晰，接着让它简洁，最后追求速度，按此顺序进行。”不过，这并不意味着禁止对应用程序进行速度和效率方面的优化。例如，为了让客户满意或降低成本，我们可以尝试找出需要优化的代码路径。

2. 机械同情与 CPU 缓存

2.1 机械同情概念

机械同情这一术语由三届 F1 世界冠军 Jackie Stewart 提出，意思是当我们了解一个系统（如 F1 赛车、飞机或计算机）的设计用途时，就能与设计相契合，从而获得最佳性能。在优化 Go 应用程序时，理解 CPU 缓存的工作原理就是机械同情的体现。

2.2 CPU 架构

以 Intel Core i5 - 7300 为例，现代 CPU 依靠缓存来加速内存访问，通常有三个缓存级别：L1、L2 和 L3。i5 - 7300 的缓存大小如下：
| 缓存级别 | 大小 |
| ---- | ---- |
| L1 | 64 KB |
| L2 | 256 KB |
| L3 | 4 MB |

i5 - 7300 有两个物理核心和四个逻辑核心（也称为虚拟核心或线程），将物理核心划分为多个逻辑核心的技术在 Intel 家族中称为超线程技术。L1 缓存又分为两个子缓存：L1D 用于数据，L1I 用于指令，每个子缓存大小为 32 KB。

不同缓存级别的访问速度差异