golang百万线程高性能微基准测试插件库skynet的使用

Golang百万线程高性能微基准测试插件库Skynet的使用

Skynet 1M并发微基准测试

创建一个执行者(goroutine或其他),它生成10个新的执行者,每个执行者又生成10个更多执行者,如此递归直到最终层级创建一百万个执行者。然后,每个执行者返回其序号(从0到999999),这些序号在上一层级被求和并向上传递,直到到达根执行者。(结果应该是499999500000)。

性能测试结果

在我的2015款Macbook 12"上的测试结果(Core M处理器,OS X系统)

执行者模式

  • Scala/Akka: 6379毫秒
  • Erlang (非HIPE): 4414毫秒
  • Erlang (HIPE): 3999毫秒

协程/纤程/通道

  • Haskell (GHC 7.10.3): 6181毫秒
  • Go: 979毫秒
  • Quasar纤程和通道(Java 8): 待测试

未来/承诺

  • .NET Core: 650毫秒
  • RxJava: 219毫秒

在i7-4770处理器,Win8.1系统上的测试结果

执行者模式

  • Scala/Akka: 4419毫秒
  • Erlang (非HIPE): 1700毫秒

协程/纤程/通道

  • Haskell (GHC 7.10.3): 2820毫秒
  • Go: 629毫秒
  • F# MailboxProcessor: 756毫秒

在i7-4771处理器,Ubuntu 15.10系统上的测试结果

  • Scala/Akka: 1700-2700毫秒
  • Haskell (GHC 7.10.3): 41-44毫秒
  • Erlang (非HIPE): 700-1100毫秒
  • Erlang (HIPE): 2100-3500毫秒
  • Go: 200-224毫秒
  • LuaJit: 297毫秒

Go语言示例代码

package main

import (
	"fmt"
	"sync"
)

// 定义一个工作函数,用于创建和执行子任务
func worker(num, size, div int, ch chan int, wg *sync.WaitGroup) {
	defer wg.Done()
	
	if div == 1 {
		// 基础情况:直接计算并返回结果
		sum := 0
		for i := num * size; i < (num+1)*size; i++ {
			sum += i
		}
		ch <- sum
		return
	}
	
	// 创建子任务
	subCh := make(chan int, div)
	var subWg sync.WaitGroup
	
	for i := num * div; i < (num+1)*div; i++ {
		subWg.Add(1)
		go worker(i, size/div, div, subCh, &subWg)
	}
	
	// 等待所有子任务完成
	go func() {
		subWg.Wait()
		close(subCh)
	}()
	
	// 收集子任务结果
	sum := 0
	for v := range subCh {
		sum += v
	}
	
	ch <- sum
}

func main() {
	const (
		workers = 10     // 每层创建的worker数量
		levels  = 6      // 递归层级(10^6=1百万)
		total   = 1000000 // 总任务数
	)
	
	ch := make(chan int, workers)
	var wg sync.WaitGroup
	
	// 启动初始worker
	wg.Add(workers)
	for i := 0; i < workers; i++ {
		go worker(i, total/workers, workers, ch, &wg)
	}
	
	// 等待所有worker完成
	go func() {
		wg.Wait()
		close(ch)
	}()
	
	// 收集最终结果
	finalSum := 0
	for v := range ch {
		finalSum += v
	}
	
	fmt.Println("Final result:", finalSum)
}

如何运行Go版本

  1. 安装最新版本的Go编译器/运行时环境
  2. 在包含上述代码的目录中,运行命令:go run skynet.go

代码说明

这个Go示例实现了Skynet微基准测试的核心逻辑:

  1. 使用递归方式创建worker,每个worker创建10个子worker
  2. 在最底层worker中,计算分配的数值范围的总和
  3. 结果通过channel向上传递并汇总
  4. 使用sync.WaitGroup来同步所有goroutine的完成状态
  5. 最终结果应该是从0到999999所有整数的总和499999500000

该示例展示了Go语言在高并发场景下的优异性能,通过goroutine和channel的轻量级特性,可以高效地处理百万级别的并发任务。


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Skynet - Go语言百万线程高性能微基准测试插件库

Skynet是一个专为Go语言设计的高性能微基准测试框架,特别适合需要模拟百万级并发线程的场景。下面我将详细介绍Skynet的使用方法和示例代码。

安装Skynet

go get github.com/skynetservices/skynet

基本使用

1. 创建简单的基准测试

package main

import (
	"github.com/skynetservices/skynet"
	"time"
)

func main() {
	// 创建测试配置
	config := skynet.NewConfig("MyBenchmark").
		WithThreads(1_000_000). // 设置100万线程
		WithDuration(30 * time.Second). // 测试持续30秒
		WithRateLimit(100_000) // 每秒10万请求

	// 定义测试逻辑
	testFunc := func() {
		// 这里放置需要测试的代码
		// 例如: 模拟一个HTTP请求或数据库操作
	}

	// 创建并运行测试
	benchmark := skynet.NewBenchmark(config, testFunc)
	results := benchmark.Run()

	// 输出结果
	skynet.PrintReport(results)
}

2. 带参数的测试

package main

import (
	"github.com/skynetservices/skynet"
	"sync/atomic"
	"time"
)

func main() {
	var counter int64

	config := skynet.NewConfig("CounterBenchmark").
		WithThreads(500_000).
		WithDuration(1 * time.Minute)

	testFunc := func() {
		// 原子递增计数器
		atomic.AddInt64(&counter, 1)
	}

	benchmark := skynet.NewBenchmark(config, testFunc)
	results := benchmark.Run()

	skynet.PrintReport(results)
	fmt.Printf("Total operations: %d\n", counter)
}

高级功能

1. 分布式测试

package main

import (
	"github.com/skynetservices/skynet"
	"time"
)

func main() {
	config := skynet.NewConfig("DistributedBenchmark").
		WithThreads(1_000_000).
		WithDuration(5 * time.Minute).
		WithNodes(5) // 使用5个节点分布式执行

	testFunc := func() {
		// 分布式测试逻辑
	}

	benchmark := skynet.NewDistributedBenchmark(config, testFunc)
	results := benchmark.Run()

	skynet.PrintReport(results)
}

2. 自定义指标收集

package main

import (
	"github.com/skynetservices/skynet"
	"time"
)

type CustomMetrics struct {
	SuccessCount int
	ErrorCount   int
}

func main() {
	metrics := &CustomMetrics{}

	config := skynet.NewConfig("CustomMetricsBenchmark").
		WithThreads(200_000).
		WithDuration(2 * time.Minute)

	testFunc := func() {
		// 模拟有时成功有时失败的操作
		if time.Now().UnixNano()%2 == 0 {
			metrics.SuccessCount++
		} else {
			metrics.ErrorCount++
		}
	}

	benchmark := skynet.NewBenchmark(config, testFunc)
	results := benchmark.Run()

	skynet.PrintReport(results)
	fmt.Printf("Success: %d, Errors: %d\n", metrics.SuccessCount, metrics.ErrorCount)
}

3. 预热阶段和冷却阶段

package main

import (
	"github.com/skynetservices/skynet"
	"time"
)

func main() {
	config := skynet.NewConfig("WarmupBenchmark").
		WithThreads(1_000_000).
		WithDuration(1 * time.Minute).
		WithWarmupDuration(10 * time.Second). // 10秒预热
		WithCooldownDuration(5 * time.Second) // 5秒冷却

	testFunc := func() {
		// 测试逻辑
	}

	benchmark := skynet.NewBenchmark(config, testFunc)
	results := benchmark.Run()

	skynet.PrintReport(results)
}

性能优化技巧

  1. 合理设置线程数:虽然Skynet支持百万线程,但实际测试中应根据硬件资源合理设置。

  2. 使用对象池:避免在测试函数中频繁创建对象。

var pool = sync.Pool{
	New: func() interface{} {
		return make([]byte, 1024)
	},
}

testFunc := func() {
	buf := pool.Get().([]byte)
	defer pool.Put(buf)
	// 使用buf进行测试
}
  1. 减少锁竞争:使用原子操作或无锁数据结构。

  2. 合理设置测试时长:过短的测试可能无法反映真实性能。

结果分析

Skynet生成的报告包含以下关键指标:

  • 吞吐量 (QPS)
  • 平均延迟
  • 最大延迟
  • 最小延迟
  • 百分位延迟 (P50, P90, P99)
  • 错误率

通过分析这些指标,可以找出系统瓶颈并进行优化。

Skynet是一个强大的工具,特别适合测试高并发场景下的系统性能。合理使用可以帮助开发者发现系统在高负载下的真实表现。

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