如何在 Go 語言內寫效能測試

Go 語言不只有內建基本的 Testing 功能，另外也內建了 Benchmark 工具，讓開發者可以快速的驗證自己寫的程式碼效能如何？該如何使用基本的 Benchmark 工具，底下用簡單的例子來說明如何寫 Benchmark，透過內建工具可以知道程式碼單次執行多少時間，以及用了多少記憶體。不多說直接用『數字轉字串』來當例子。

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如何寫 Benchmark

建立 main_test.go 檔案

func BenchmarkPrintInt2String01(b *testing.B) {
    for i := 0; i < b.N; i++ {
        printInt2String01(100)
    }
}

• 檔案名稱一定要用 _test.go 當結尾
• func 名稱開頭要用 Benchmark
• for 循環內要放置要測試的程式碼
• b.N 是 go 語言內建提供的循環，根據一秒鐘的時間計算
• 跟測試不同的是帶入 b *testing.B 參數

底下是測試指令:

$ go test -v -bench=. -run=none .
goos: darwin
goarch: amd64
BenchmarkPrintInt2String01-4    10000000               140 ns/op
PASS

基本的 benchmark 測試也是透過 go test 指令，不同的是要加上 -bench=.，這樣才會跑 benchmark 部分，否則預設只有跑測試程式，大家可以看到 -4 代表目前的 CPU 核心數，也就是 GOMAXPROCS 的值，另外 -run 可以用在跑特定的測試函示，但是假設沒有指定 -run 時，你會看到預設跑測試 + benchmark，所以這邊補上 -run=none 的用意是不要跑任何測試，只有跑 benchmark，最後看看輸出結果，其中 10000000 代表一秒鐘可以跑 1000 萬次，每一次需要 140 ns，如果你想跑兩秒，請加上此參數在命令列 -benchtime=2s，但是個人覺得沒什麼意義。

效能比較

底下直接看看『數字轉字串』效能評估，參考底下寫出三種數字轉字串函式，線上程式碼

func printInt2String01(num int) string {
    return fmt.Sprintf("%d", num)
}

func printInt2String02(num int64) string {
    return strconv.FormatInt(num, 10)
}
func printInt2String03(num int) string {
    return strconv.Itoa(num)
}

接著寫 benchmark，線上程式碼

func BenchmarkPrintInt2String01(b *testing.B) {
    for i := 0; i < b.N; i++ {
        printInt2String01(100)
    }
}

func BenchmarkPrintInt2String02(b *testing.B) {
    for i := 0; i < b.N; i++ {
        printInt2String02(int64(100))
    }
}

func BenchmarkPrintInt2String03(b *testing.B) {
    for i := 0; i < b.N; i++ {
        printInt2String03(100)
    }
}

跑測試

$ go test -v -bench=. -run=none -benchmem .
goos: darwin
goarch: amd64
BenchmarkPrintInt2String01-4    10000000               125 ns/op              16 B/op          2 allocs/op
BenchmarkPrintInt2String02-4    30000000                37.8 ns/op             3 B/op          1 allocs/op
BenchmarkPrintInt2String03-4    30000000                38.6 ns/op             3 B/op          1 allocs/op
PASS
ok      _/Users/mtk10671/git/go/src/github.com/go-training/training/example20-write-benchmark   3.800s

可以很清楚看到使用 strconv.FormatInt 效能是最好的。透過 -benchmem 可以清楚知道記憶體分配方式，用此方式就可以知道要優化哪些函示。1 allocs/op 代表每次執行都需要搭配一個記憶體空間，而一個記憶體空間為 3 Bytes。