golang GC を最適化する方法

golang をバックエンド プログラミング言語として使用するアプリケーションが増えるにつれ、golang の GC パフォーマンスの必要性がますます重要になってきています。 Go 言語の自動ガベージ コレクションはその最も特徴的な機能の 1 つですが、高パフォーマンスと低レイテンシーが必要な一部のシナリオでは、GC パフォーマンスがボトルネックになる可能性があります。この記事では、golang gcのパフォーマンスを最適化し、パフォーマンスを最適化する方法を紹介します。

1. GC メカニズムを理解する

GC メカニズムを理解することは、GC パフォーマンスを最適化するための最初のステップです。 GO 言語は 3 色マーキング方式のガベージ コレクション アルゴリズムを使用します。このアルゴリズムは同時マーキングを使用し、スキャン完了後にクリーンアップを行うため、パフォーマンスの面である程度の代償を払う可能性があります。

1) GC に時間がかかる

ガベージ コレクション サイクル中は、ガベージ コレクターができるだけ多くのメモリをクリアできるように、すべてのゴルーチンの実行を停止する必要があります。 GC では大幅な遅延が発生し、GC 時間のほとんどはマーキング段階に集中します。ヒープ領域が大きいほど、GC 時間は長くなります。

2) GC に対するヒープ サイズの影響

Go 言語の GC メカニズムはマーク アンド クリア アルゴリズムであり、すべてのゴルーチン (スレッド) が実行できないときに実行され、プログラムの実行を保証します。リークが発生したり、ちょっとした不注意によって重大なパフォーマンス上の問題が発生する可能性があります。

各プログラムにはヒープ サイズがあり、2 つの環境変数 runtime.GOMAXPROCS および runtime.GOGC によって制御されます。 runtime.GOGC のデフォルトは 100 です。これは、使用可能なメモリが 100% に達すると、プログラムの実行中に GC が自動的にガベージ コレクションの実行を開始することを意味します。 runtime.GOMAXPROCS は、プログラムの同時実行中のゴルーチンの最大数を制御します。

3) GC アルゴリズム

3 色マーキング アルゴリズムを使用する Go 言語の主な利点は、ヒープ全体を短時間でクリーンアップでき、不必要なクリーニング操作を回避できることです。 3 色マーキング アルゴリズムには、一時停止時間が最小限に抑えられ、リアルタイムでヒープをクリーンアップする機能がありますが、非常に高いメモリ スキャン パフォーマンスが必要です。これは、アルゴリズムがオブジェクトに対して読み取りおよび書き込み操作を実行する必要があるためです。したがって、最小限の一時停止時間でメモリ使用量のバランスを取る必要があります。

2.GC 最適化スキル

GC メカニズムを理解した後、いくつかの方法で GC パフォーマンスを最適化できます。いくつかの方法があります:

1) 同時 GC

同時 GC とは、GC が開始される前でもアプリケーションが引き続き実行できることを意味します。 Go 言語の GC は、プログラムが実行を続行できない場合にのみ実行されます。また、ガベージ コレクション中はプログラムは動作していないため、ガベージ コレクションを並行して実行すると、プログラムのダウン時間を大幅に短縮できます。

2) 非整列メモリ割り当て

非整列メモリ割り当てとは、ヒープ上の非整列メモリ ブロックを適用することを指します。これはメモリの断片化を軽減する方法です。メモリの断片化とは、複数のメモリ ブロック間のギャップを指します。通常、ヒープ マネージャーを使用してメモリを管理する場合、ガベージ コレクションではヒープ内のさまざまなメモリ ブロックを移動および調整する必要があり、その結果、大量のメモリ コピーが発生します。断片化を減らすことができれば、GC の効率が向上します。

3) GC の手動トリガー

GC の手動トリガーとは、プログラムの実行中に runtime.GC 関数を明示的に呼び出すことを意味します。これは最も抜本的な解決策ではありませんが、GC レイテンシを効果的に短縮できます。

4) GOGC を調整する

プログラムのピーク時に GC を実行すると、パフォーマンスに重大な影響を与える可能性があります。 runtime.GOGC の値は、GC の頻度を減らすために適切に調整できます。この変数は、アプリケーションのワークロードとメモリ使用パターンに応じて適切に調整する必要があります。

5) GC の使用を避ける

プログラム内で不必要な動的メモリの割り当てと解放を避けることで、GC の頻度と遅延を減らすことができます。さらに、オブジェクト プーリングを使用して、使用されなくなったオブジェクトを再利用し、メモリがすぐに解放されないようにすることができます。

3. 結論

golang gc パフォーマンスの最適化は複雑なプロセスですが、そのメカニズムを理解し、いくつかのテクニックを使用することが非常に必要です。高品質の Go アプリケーションを開発する場合、プログラムが最適なパフォーマンスを達成できるように、GC によって引き起こされるすべての問題を考慮する必要があります。

以上がgolang GC を最適化する方法の詳細内容です。詳細については、PHP 中国語 Web サイトの他の関連記事を参照してください。