高质量编程 & 性能优化学习笔记

高质量编程 & 性能优化学习笔记

目录

高质量编程

性能优化

自动内存管理

Go内存管理及优化

编译器和静态分析

Go编译器优化

高质量编程

编写的代码能够达到正确可靠、简洁清晰的目标可称之为高质量代码

  • 各种边界条件是否完备
  • 异常情况处理,稳定性保证
  • 易读易维护

编程原则

  • 简单性
    • 消除“多余的复杂性”,以简单清晰的逻辑编写代码
    • 不理解的代码无法修复改进
  • 可读性
    • 代码是写给人看的,而不是机器
    • 编写可维护代码的第一步是确保代码可读
  • 生产力
    • 团队整体工作效率非常重要

编码规范

代码格式

推荐使用gofmt自动格式化代码
goimports实际等于gofmt加上依赖包管理,自动增删依赖的包引用、将依赖包按字母序排序并分类

注释

公共符号始终要注释

  • 包中声明的每个公共的符号:变量、常量、函数以及结构都需要添加注释
  • 任何既不明显也不简短的公共功能必须予以注释
  • 无论长度或复杂程度如何,对库中的任何函数都必须进行注释
  • 有一个例外,不需要注释实现接口的方法
  • 注释应该做的
    • 解释代码作用
    • 解释代码如何做的
    • 解释代码实现的原因
    • 解释代码什么情况会出错
命名规范
  • 简洁胜于冗长
  • 缩略词全大写,但当其位于变量开头且不需要导出时,使用全小写
    • 例如使用ServeHTTP而不是ServeHttp
    • 使用XMLHTTPRequest而不是xmlHTTPRequest
  • 变量距离其被使用的地方越远,则需要携带越多的上下文信息
    • 全局变量在其名字中需要更多的上下文信息,使得在不同地方可以轻易辨别出其含义

function:

  • 函数名不携带包名的上下文信息,因为包名和函数名总是成对出现的
  • 函数名尽量简短
  • 当名为foo的包某个函数返回类型Foo时,可以省略类型信息而不导致歧义
  • 当名为foo的包某个函数返回类型T时(T并不是Foo),可以在函数名中加入类型信息

package:

  • 只由小写字母组成,不包含大写字母和下划线等字符
  • 简短并包含一定的上下文信息,例如schema、task等
  • 不要与标准库同名,例如不要使用sync或strings
    以下规则尽量满足,以标准库包名为例
  • 不使用常用变量名作为包名,例如使用bufio而不是buf
  • 使用单数而不是复数,例如使用encoding而不是encodings
  • 谨慎地使用缩写,例如使用fmt在不破坏上下文的情况下比format更加简短
控制流程
  • 避免嵌套,保持正常流程清晰
  • 尽量保持正常代码路径为最小缩进
    • 优先处理错误情况、特殊情况,尽早返回或继续循环来减少嵌套
  • 线性原理,处理逻辑尽量走直线,避免复杂的嵌套分支
  • 正常流程代码沿着屏幕向下移动
  • 提升代码的可维护性和可读性
  • 故障问题大多出现在复杂的条件语句和循环语句中
错误和异常处理

简单错误

  • 简单的错误指的是仅出现一次的错误,且在其他地方不需要捕获该错误
  • 优先使用errors.New()来创建匿名变量来直接表示简单错误
  • 如果有格式化的要求,使用fmt.Errorf()

错误的Wrap和Unwrap

  • 错误的Wrap实际上是提供一个error嵌套另一个error的能力,从而生成一个error的跟踪链
  • 在fmt.Errorf中使用%w关键字来讲一个错误关联至错误链中
    Go1.13在errors中新增了三个新API和一个新的format关键字,分别是errors.Is,errors.As,errors.Unwrap以及fmt.Errorf的%w,如果项目运行在小于Go1.13的版本中,导入golang.org/x/xerrors来使用

错误判定

  • 判定一个错误是否为特定错误,使用errors.Is,不同于使用==,使用该方法可以判定错误链上的所有错误是否含有特定错误
  • 在错误链上获取特定类型的错误,使用errors.As

panic

  • 不建议在业务代码中使用panic
  • 调用函数不包含recover会导致程序崩溃
  • 若问题可以被屏蔽或解决,建议使用error代替panic
  • 当程序启动阶段发生不可逆转的错误时,可以在init或main函数中使用panic

recover

  • recover只能在被defer的函数中使用
  • 嵌套无法生效
  • 只能在当前goroutine生效
  • defer语句是后进先出
  • 如果需要更多的上下文信息,可以recover后在log中记录当前的调用栈

error尽可能提供简明的上下文信息链,方便定位问题
panic用于真正异常的情况
recover生效范围:在当前goroutine的被defer的函数中生效

性能优化

性能优化:提升软件系统处理能力,减少不必要的消耗,充分发掘计算机算力
原因:

  • 用户体验:带来用户体验的提升
  • 资源高效利用:降低成本,提升效率

性能优化的层面:业务代码、SDK、基础库、语言运行时、OS

  • 业务层优化
    • 针对特定场景,具体问题具体分析
    • 容易获得较大性能效益
  • 语言运行时优化
    • 解决更通用的性能问题
    • 考虑更多场景
    • Tradeoffs
  • 数据驱动
    • 自动化性能分析工具–pprof
    • 依靠数据而非猜测
    • 首先优化最大瓶颈

性能优化与软件质量

  • 软件质量至关重要
  • 在保证接口稳定的前提下改进具体实现
  • 测试用例:覆盖尽可能多的场景,方便回归。用测试驱动开发
  • 文档:做了什么,没做什么,能达到怎样的效果
  • 隔离:通过选项控制是否开启优化
  • 可观测:必要的日志输出

性能优化建议

Benchmark
  • 性能表现需要实际数据衡量
  • Go语言提供了支持基准性能测试的benchmark工具
Slice
  • 尽可能在使用make()初始化切片时提供容量信息
  • 切片本质是一个数组片段的描述
    • 包括数组指针
    • 片段长度
    • 片段容量(不改变内存分配情况下的最大长度)
  • 切片操作并不复制切片指向的元素
  • 创建一个新的切片会复用原来切片的底层数组,在已有切片基础上创建切片,不会创建新的底层数组
  • 陷阱:大内存未释放
    • 原切片较大,代码在原切片基础上新建小切片
    • 原底层数组在内存中有引用,得不到释放
  • 可使用copy代替re-slice
Map
  • 尽可能在使用make()初始化切片时提供容量信息
  • 提前分配好空间可以减少内存拷贝和Rehash的消耗
字符串处理
  • 使用+拼接性能最差,string.Builder和bytes.Buffer相近,strings.Buffer更快
  • bytes.Buffer转化为字符串时重新申请了一块空间,strings.Builder直接将底层的[]byte转换为字符串类型返回
空结构体

使用空结构体节省内存

  • 空结构体struct{}实例不占据任何内存空间
  • 可作为各种场景下的占位符使用
    • 节省资源
    • 空结构体本身具备很强的语义,即这里不需要任何值,仅作为占位符
  • 实现Set,可以考虑用Map来代替,
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