面试题：如何优化Go应用中goroutine调度的性能

1. GOMAXPROCS 设置

原理：GOMAXPROCS 用于设置 Go 程序能够并行使用的操作系统线程数。默认情况下，GOMAXPROCS 的值等于 CPU 的核心数。通过合理设置 GOMAXPROCS，可以充分利用多核 CPU 的性能。
优化策略：根据服务器的 CPU 核心数来设置 GOMAXPROCS。如果是多核服务器，设置 GOMAXPROCS 为 CPU 核心数能让 Go 程序充分利用多核并行执行 goroutine。
代码示例：

package main

import (
    "fmt"
    "runtime"
)

func main() {
    // 获取当前默认的 GOMAXPROCS
    defaultProcs := runtime.GOMAXPROCS(0)
    fmt.Printf("Default GOMAXPROCS: %d\n", defaultProcs)

    // 设置 GOMAXPROCS 为 CPU 核心数
    numCPU := runtime.NumCPU()
    runtime.GOMAXPROCS(numCPU)
    fmt.Printf("Set GOMAXPROCS to: %d\n", numCPU)
}

2. 任务的合理拆分

原理：将大的任务拆分成多个小的任务，每个小任务可以独立执行，这样可以充分利用 goroutine 的并发特性，提高整体的执行效率。
优化策略：分析业务逻辑，将可以并行执行的部分拆分成单独的 goroutine。例如，在处理网络请求时，如果请求处理过程中有多个独立的计算步骤，可以将每个步骤放在单独的 goroutine 中执行。
代码示例：

package main

import (
    "fmt"
    "sync"
)

// 模拟一个计算任务
func calculateTask(id int, wg *sync.WaitGroup) {
    defer wg.Done()
    fmt.Printf("Task %d is running\n", id)
    // 模拟计算
    for i := 0; i < 10000000; i++ {
        _ = i * i
    }
    fmt.Printf("Task %d is done\n", id)
}

func main() {
    var wg sync.WaitGroup
    numTasks := 4

    for i := 0; i < numTasks; i++ {
        wg.Add(1)
        go calculateTask(i, &wg)
    }

    wg.Wait()
    fmt.Println("All tasks are done")
}

3. 调度器的扩展

原理：Go 的调度器（Goroutine Scheduler）负责管理和调度 goroutine 的执行。在高并发场景下，默认的调度器可能无法满足需求，需要进行扩展或优化。
优化策略：
- 使用工作池（Worker Pool）模式：创建一个固定数量的 goroutine 池，每个 goroutine 作为一个工作者，从任务队列中获取任务并执行。这样可以避免频繁创建和销毁 goroutine 的开销。
- 基于优先级的调度：根据任务的优先级，将高优先级的任务优先调度执行。可以通过自定义调度器或者在任务队列中进行优先级排序来实现。
代码示例（工作池模式）：

package main

import (
    "fmt"
    "sync"
)

// 任务结构体
type Task struct {
    id int
}

// 工作者函数
func worker(id int, taskChan <-chan Task, wg *sync.WaitGroup) {
    defer wg.Done()
    for task := range taskChan {
        fmt.Printf("Worker %d is processing task %d\n", id, task.id)
        // 模拟任务处理
        for i := 0; i < 10000000; i++ {
            _ = i * i
        }
        fmt.Printf("Worker %d has processed task %d\n", id, task.id)
    }
}

func main() {
    var wg sync.WaitGroup
    numWorkers := 3
    taskChan := make(chan Task, 10)

    // 创建工作者
    for i := 0; i < numWorkers; i++ {
        wg.Add(1)
        go worker(i, taskChan, &wg)
    }

    // 添加任务
    for i := 0; i < 5; i++ {
        taskChan <- Task{id: i}
    }

    close(taskChan)
    wg.Wait()
    fmt.Println("All tasks are processed")
}

面试题：如何优化Go应用中goroutine调度的性能

知识考点

面试题答案

1. GOMAXPROCS 设置

2. 任务的合理拆分

3. 调度器的扩展