通道缓存大小对Goroutine执行性能的影响
- 无缓存通道（缓存大小为0）：
- 发送和接收操作会阻塞，直到对应的接收者或发送者准备好。这确保了数据传递的同步性，适用于需要严格同步的场景。例如，在生产者 - 消费者模型中，如果需要确保每个任务被立即处理，无缓存通道是合适的。
- 示例代码：
package main
import (
"fmt"
)
func producer(ch chan int) {
for i := 0; i < 5; i++ {
ch <- i
fmt.Printf("Produced: %d\n", i)
}
close(ch)
}
func consumer(ch chan int) {
for val := range ch {
fmt.Printf("Consumed: %d\n", val)
}
}
func main() {
ch := make(chan int)
go producer(ch)
go consumer(ch)
select {}
}
- 在这个例子中，生产者发送数据时会阻塞，直到消费者接收数据，反之亦然，确保了数据的有序处理。
- 有缓存通道：
- 缓存通道允许在接收者准备好之前，发送者先向通道发送一定数量的数据（等于缓存大小）。这可以提高并发性能，因为发送者不会立即阻塞。例如，在高并发写入日志的场景中，缓存通道可以先缓存一些日志记录，避免写入操作频繁阻塞日志生成的Goroutine。
- 示例代码（缓存大小为2）：
package main
import (
"fmt"
)
func producer(ch chan int) {
for i := 0; i < 5; i++ {
ch <- i
fmt.Printf("Produced: %d\n", i)
}
close(ch)
}
func consumer(ch chan int) {
for val := range ch {
fmt.Printf("Consumed: %d\n", val)
}
}
func main() {
ch := make(chan int, 2)
go producer(ch)
go consumer(ch)
select {}
}
- 这里生产者可以先发送2个数据到通道而不阻塞，之后如果消费者未及时接收，生产者会在发送第3个数据时阻塞。
高并发场景中的表现
- 高并发写入：
- 无缓存通道：在高并发写入场景中，由于发送操作会阻塞，Goroutine可能会频繁阻塞等待接收者，导致整体性能较低，尤其是在接收者处理速度较慢时，写入Goroutine会被大量阻塞，形成瓶颈。
- 有缓存通道：适当大小的缓存通道可以减少发送Goroutine的阻塞时间，提高写入性能。但如果缓存设置过大，可能会导致内存占用过高，并且如果接收者处理速度极慢，缓存通道可能会被填满，最终也会导致发送Goroutine阻塞。
- 高并发读写：
- 无缓存通道：确保了读写操作的严格同步，在需要数据一致性的场景中表现良好。但在高并发下，频繁的阻塞和唤醒操作可能会带来额外的开销。
- 有缓存通道：可以允许一定程度的异步读写，提高并发性能。但如果缓存大小设置不当，可能会导致数据处理顺序混乱，尤其是在需要严格顺序处理数据的场景中。
通过性能基准测试找到合适的通道缓存大小
- 使用
testing包：
package main
import (
"testing"
)
func BenchmarkChannel(b *testing.B) {
for n := 0; n < b.N; n++ {
ch := make(chan int, 2)
go func() {
for i := 0; i < 1000; i++ {
ch <- i
}
close(ch)
}()
for range ch {
}
}
}
- 通过修改
make(chan int, 2)中的缓存大小，运行go test -bench=.命令，可以得到不同缓存大小下的性能数据。
- 分析结果：
- 根据基准测试结果，分析不同缓存大小下的吞吐量、平均操作时间等指标。如果吞吐量随着缓存大小增加而上升，然后趋于平稳甚至下降，那么趋于平稳时的缓存大小可能是一个比较合适的值。例如，在上述基准测试中，如果缓存大小从1增加到5时，吞吐量明显上升，从5增加到10时，吞吐量变化不大，那么5可能是一个相对合适的缓存大小。同时，还需要结合实际应用场景的内存限制等因素来综合确定。
