GoFrame 高级特性-PProf服务性能分析

GoFrame框架的Web Server提供了非常强大和简便的服务性能分析功能，内部完美集成了pprof性能分析工具，可以在任何时候通过EnablePProf方法启用性能分析特性，并可自定义性能分析工具页面路由地址，不传递路由地址时，默认URI地址为/debug/pprof。

PProf启用

PProf特性的启用会对程序性能产生一定影响，具体影响程度需要根据当前业务场景在PProd启用前后进行对比。

EnablePProf

我们来看一个简单的例子：

package main

import (
	"github.com/gogf/gf/v2/frame/g"
	"github.com/gogf/gf/v2/net/ghttp"
	"runtime"
)

func main() {
	runtime.SetMutexProfileFraction(1) // (非必需)开启对锁调用的跟踪
	runtime.SetBlockProfileRate(1)     // (非必需)开启对阻塞操作的跟踪

	s := g.Server()
	s.EnablePProf()
	s.BindHandler("/", func(r *ghttp.Request) {
		r.Response.Writeln("哈喽世界！")
	})
	s.SetPort(8199)
	s.Run()
}

这个例子使用了s.EnablePProf()启用了性能分析，默认会自动注册以下几个路由规则：

/debug/pprof/*action
/debug/pprof/cmdline
/debug/pprof/profile
/debug/pprof/symbol
/debug/pprof/trace

其中/debug/pprof/*action为页面访问的路由，其他几个地址为go tool pprof命令准备的。

StartPProfServer

也可以使用StartPProfServer方法，快速开启一个独立的PProf Server，常用于一些没有HTTP Server的常驻的进程中（例如定时任务、GRPC服务中），可以快速开启一个PProf Server用于程序性能分析。该方法的定义如下：

func StartPProfServer(port int, pattern ...string)

一般的场景是使用异步goroutine运行该PProd Server，即往往是这么来使用：

package main

import (
	"github.com/gogf/gf/v2/net/ghttp"
)

func main() {
	go ghttp.StartPProfServer(8199)
	// 其他服务启动、运行
	// ...
}

以上示例可以改进为：

package main

import (
	"github.com/gogf/gf/v2/frame/g"
	"github.com/gogf/gf/v2/net/ghttp"
)

func main() {
	go ghttp.StartPProfServer(8299)

	s := g.Server()
	s.EnablePProf()
	s.BindHandler("/", func(r *ghttp.Request) {
		r.Response.Writeln("哈喽世界！")
	})
	s.SetPort(8199)
	s.Run()
}

PProf指标

heap: 报告内存分配样本；用于监视当前和历史内存使用情况，并检查内存泄漏。
threadcreate: 报告了导致创建新OS线程的程序部分。
goroutine: 报告所有当前goroutine的堆栈跟踪。
block: 显示goroutine在哪里阻塞同步原语（包括计时器通道）的等待。默认情况下未启用，需要手动调用runtime.SetBlockProfileRate启用。
mutex: 报告锁竞争。默认情况下未启用，需要手动调用runtime.SetMutexProfileFraction启用。

PProf页面

简单的性能分析我们直接访问/debug/pprof地址即可，内容如下：

1、pprof页面

2、堆使用量

3、当前进程中的goroutine详情

性能采集分析

如果想要进行详细的性能分析，基本上离不开go tool pprof命令行工具的支持，在开启性能分析支持后，我们可以使用以下命令执行性能采集分析：

go tool pprof "http://127.0.0.1:8199/debug/pprof/profile"

执行后pprof工具经过约30秒左右的接口信息采集（这30秒期间WebServer应当有流量进入，我们这里不停地访问hello world页面以作测试），然后生成性能分析报告，随后可以通过top10/web等pprof命令查看报告结果，更多命令可使用go tool pprof查看。关于pprof的详细使用介绍，请查看Golang官方：blog.golang.org/profiling-go-programs

CPU性能分析

本示例中的命令行性能分析结果如下：

$ go tool pprof "http://127.0.0.1:8199/debug/pprof/profile"
Fetching profile over HTTP from http://127.0.0.1:8199/debug/pprof/profile
Saved profile in /home/john/pprof/pprof.___go_build_pprof_go.samples.cpu.001.pb.gz
File: ___go_build_pprof_go
Type: cpu
Time: Apr 17, 2018 at 10:53pm (CST)
Duration: 30s, Total samples = 80ms ( 0.27%)
Entering interactive mode (type "help" for commands, "o" for options)
(pprof) top10
Showing nodes accounting for 80ms, 100% of 80ms total
Showing top 10 nodes out of 49
      flat  flat%   sum%        cum   cum%
      10ms 12.50% 12.50%       10ms 12.50%  github.com/gogf/gf/v2/net/ghttp.(*Cookie).Get /home/john/Workspace/Go/GOPATH/src/github.com/gogf/gf/v2/net/ghttp/http_server_cookie.go
      10ms 12.50% 25.00%       10ms 12.50%  internal/poll.runtime_pollReset /home/john/Softs/go1.9.2/src/runtime/netpoll.go
      10ms 12.50% 37.50%       10ms 12.50%  runtime.futex /home/john/Softs/go1.9.2/src/runtime/sys_linux_amd64.s
      10ms 12.50% 50.00%       10ms 12.50%  runtime.getitab /home/john/Softs/go1.9.2/src/runtime/iface.go
      10ms 12.50% 62.50%       10ms 12.50%  runtime.newarray /home/john/Softs/go1.9.2/src/runtime/slice.go
      10ms 12.50% 75.00%       10ms 12.50%  runtime.rawstringtmp /home/john/Softs/go1.9.2/src/runtime/string.go
      10ms 12.50% 87.50%       10ms 12.50%  runtime.usleep /home/john/Softs/go1.9.2/src/runtime/sys_linux_amd64.s
      10ms 12.50%   100%       10ms 12.50%  sync.(*RWMutex).Lock /home/john/Softs/go1.9.2/src/sync/rwmutex.go
         0     0%   100%       10ms 12.50%  bufio.(*Writer).Flush /home/john/Softs/go1.9.2/src/bufio/bufio.go
         0     0%   100%       10ms 12.50%  github.com/gogf/gf/v2/container/gqueue.(*Queue).PopFront /home/john/Workspace/Go/GOPATH/src/github.com/gogf/gf/v2/container/gqueue/gqueue.go
(pprof) web
Failed to execute dot. Is Graphviz installed? Error: exec: "dot": executable file not found in $PATH
(pprof) web
(pprof)

其中web命令用以图形展示接口之间的调用关系以及性能情况，但是需要安装Graphviz图形化工具，以我目前的系统为Ubuntu为例，直接执行sudo apt-get install graphviz命令即可安装完成图形化工具（如果是MacOS，使用brew install Graphviz安装），随后再次使用web命令，最终生成以下图表：

内存使用分析

与CPU性能分析类似，内存使用分析同样使用到go tool pprof命令：

$ go tool pprof http://127.0.0.1:8299/debug/pprof/heap
Fetching profile over HTTP from http://127.0.0.1:8299/debug/pprof/heap
Saved profile in /Users/john/pprof/pprof.alloc_objects.alloc_space.inuse_objects.inuse_space.004.pb.gz
Type: inuse_space
Time: May 24, 2021 at 8:01pm (CST)
Entering interactive mode (type "help" for commands, "o" for options)
(pprof) top
Showing nodes accounting for 1536.39kB, 100% of 1536.39kB total
Showing top 10 nodes out of 19
      flat  flat%   sum%        cum   cum%
  512.19kB 33.34% 33.34%   512.19kB 33.34%  runtime.malg
  512.14kB 33.33% 66.67%   512.14kB 33.33%  github.com/gogf/gf/v2/container/gmap.(*StrAnyMap).doSetWithLockCheck
  512.06kB 33.33%   100%   512.06kB 33.33%  net.newFD (inline)
         0     0%   100%   512.14kB 33.33%  github.com/gogf/gf/v2/container/gmap.(*StrAnyMap).GetOrSetFuncLock
         0     0%   100%   512.06kB 33.33%  github.com/gogf/gf/v2/net/ghttp.(*Server).startServer.func1
         0     0%   100%   512.06kB 33.33%  github.com/gogf/gf/v2/net/ghttp.(*gracefulServer).ListenAndServe
         0     0%   100%   512.06kB 33.33%  github.com/gogf/gf/v2/net/ghttp.(*gracefulServer).doServe
         0     0%   100%   512.14kB 33.33%  github.com/gogf/gf/v2/os/gres.Instance
         0     0%   100%   512.14kB 33.33%  github.com/gogf/gf/v2/os/gres.init
         0     0%   100%   512.06kB 33.33%  net.(*TCPListener).Accept
(pprof) web
(pprof)

通过web图形展示，类似这样的：

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