Sebab renungan golang lambat

Dalam beberapa tahun kebelakangan ini, penggunaan bahasa Go (Golang) dalam kalangan pengaturcara telah meningkat. Sebagai bahasa yang ditaip secara statik, Go mempunyai banyak kelebihan, seperti penyusunan pantas, konkurensi yang kukuh dan pengurusan memori yang cekap. Salah satu ciri yang menarik perhatian adalah refleksi. Refleksi bermaksud bahawa program boleh menyemak status dan strukturnya sendiri semasa berjalan, dan boleh mengendalikan objek berdasarkan maklumat ini. Walaupun refleksi telah banyak membuka senario aplikasi bahasa Go, kelemahan refleksi juga sangat jelas Masalah yang paling jelas ialah kesesakan prestasi. Artikel ini akan meneroka sebab refleksi perlahan dalam golang dan mengemukakan beberapa cadangan pengoptimuman.

Definisi refleksi

Pertama sekali, kita perlu memahami apa itu refleksi. Dalam bahasa Go, anda boleh mendapatkan metamaklumat objek (termasuk jenis dan nilai) melalui mekanisme pantulan, dan secara dinamik memanggil kaedah dan sifatnya. Refleksi dalam bahasa Go disokong terutamanya oleh pakej reflect Kaedah pantulan yang paling biasa digunakan ialah reflect.TypeOf() dan reflect.ValueOf(). maklumat objek.

Sebagai contoh, kita boleh menggunakan kaedah reflect.TypeOf() untuk mendapatkan maklumat jenis pembolehubah:

import (
    "fmt"
    "reflect"
)

func main() {
    s := "hello world"
    fmt.Println(reflect.TypeOf(s))
}

Hasil keluaran kod di atas ialah rentetan, menunjukkan bahawa jenis pembolehubah s ialah rentetan.

Untuk contoh lain, kita boleh menggunakan kaedah reflect.ValueOf() untuk mendapatkan maklumat nilai pembolehubah:

import (
    "fmt"
    "reflect"
)

func main() {
    var x float64 = 3.14
    v := reflect.ValueOf(x)
    fmt.Println(v.Interface())
}

Hasil keluaran kod di atas ialah 3.14, menunjukkan bahawa nilai pembolehubah x ialah 3.14.

Kelemahan refleksi

Walaupun refleksi membawa banyak kemudahan kepada aplikasi bahasa Go, menggunakan refleksi juga akan membawa beberapa kesan sampingan.

Kelemahan pertama ialah isu prestasi. Oleh kerana pantulan memerlukan pemeriksaan jenis dan perbandingan nilai pada masa jalan, ia akan membawa banyak overhed. Sebagai contoh, menggunakan pantulan untuk mendapatkan maklumat jenis objek akan menjadi susunan magnitud lebih perlahan daripada menggunakan jenis kata kunci secara langsung. Terdapat penanda aras yang jelas menggambarkan masalah ini:

import (
    "reflect"
    "testing"
)

var x float64 = 3.14

func BenchmarkDirect(b *testing.B) {
    for i := 0; i < b.N; i++ {
        _ = typeof(x)
    }
}

func BenchmarkReflect(b *testing.B) {
    v := reflect.ValueOf(x)
    for i := 0; i < b.N; i++ {
        _ = v.Type()
    }
}

Anda boleh melihat bahawa menggunakan pantulan untuk mendapatkan jenis objek adalah kira-kira 30 kali lebih cepat daripada mendapatkan maklumat jenis secara terus. Sudah tentu, masalah ini mungkin tidak begitu serius, kerana dalam kebanyakan kes, kecacatan prestasi refleksi tidak akan memberi kesan yang besar kepada prestasi keseluruhan program.

Kelemahan kedua ialah keselamatan jenis. Dalam keadaan biasa, pengaturcara perlu memberi perhatian kepada keselamatan taip semasa menulis kod, tetapi refleksi boleh memintas pemeriksaan jenis statik, meningkatkan kemungkinan ralat semasa pembangunan. Sebagai contoh, apabila pengaturcara menggunakan refleksi, jika mereka tidak menentukan dengan betul jenis pembolehubah yang diperoleh melalui refleksi, panik atau ralat lain yang tidak diketahui mungkin berlaku. Ini kerana refleksi tidak selamat jenis, jadi pengaturcara perlu memastikan keselamatan sendiri.

Sebab pantulan golang lambat

Pantulan mempunyai fleksibiliti yang tinggi di Golang, tetapi ini juga membawa kepada kecekapan pantulan yang rendah. Kelembapan pantulan terutamanya disebabkan oleh dua sebab berikut.

Sebab pertama ialah maklumat pantulan.Jenis yang digunakan untuk refleksi perlu dijana secara dinamik. Apabila kami menggunakan mekanisme pantulan Golang, pengkompil perlu menjana beberapa struktur tambahan secara dinamik untuk menyimpan maklumat konteks semasa membuat panggilan. Bilangan dan kerumitan medan dalam struktur ini bergantung pada penggunaan pantulan. Oleh itu, jika kita kerap menggunakan refleksi semasa menulis kod, pengkompil perlu menjana struktur ini secara dinamik dengan kerap, yang akan membawa kepada peningkatan dalam masa penyusunan dan penurunan dalam kelajuan pelaksanaan program.

Sebab kedua ialah pantulan menggunakan antara muka. Di Golang, semua jenis (termasuk jenis dan struktur asas) dilaksanakan melalui antara muka. Semasa refleksi, kita perlu menukar jenis dan nilai kepada jenis antara muka yang sepadan. Penukaran ini memerlukan masa dan ruang tambahan, dan kod mesin juga memerlukan arahan tambahan untuk melengkapkan penukaran jenis.

Bagaimana untuk mengoptimumkan prestasi pantulan golang

Walaupun pantulan mempunyai kekurangannya, bergantung kepada keadaan sebenar, kita masih perlu menggunakan pantulan untuk melaksanakan beberapa fungsi. Jadi, bagaimana untuk mengoptimumkan prestasi refleksi? Berikut adalah beberapa cadangan.

Cadangan pertama adalah untuk mengelakkan refleksi semasa mereka bentuk. Disebabkan oleh isu prestasi refleksi, kita boleh mengelak daripada menggunakan refleksi dengan cara lain. Sebagai contoh, anda boleh menggunakan antara muka untuk menyekat jenis dan memastikan keselamatan jenis. Selain itu, anda boleh menggunakan alat penjanaan kod untuk menjana jenis konkrit (seperti struktur) dan bukannya menggunakan pantulan untuk menciptanya.

Cadangan kedua ialah untuk cache nilai reflect.Type and reflect.Value. Idea asas pendekatan ini adalah untuk menyimpan pantulan.Taip dan pantulkan.Nilai objek yang diperoleh melalui refleksi supaya panggilan refleksi seterusnya tidak perlu mendapatkannya semula. Walaupun pendekatan ini mudah dilaksanakan, ia mungkin menyebabkan kebuntuan atau masalah ingatan.

Cadangan ketiga ialah menggunakan fungsi pantulan khusus. Di Golang, pakej pantulan menyediakan banyak fungsi pantulan khusus untuk membantu kami meningkatkan prestasi pantulan. Sebagai contoh, anda boleh menggunakan fungsi variadic reflect.Append() untuk meningkatkan kecekapan mencipta kepingan. Selain itu, anda boleh menggunakan struktur reflect.SliceHeader untuk mengakses secara langsung perwakilan asas hirisan.

Cadangan keempat ialah menggunakan pakej yang tidak selamat. Walaupun pakej yang tidak selamat boleh menyebabkan isu keselamatan dan kebolehbacaan, dalam beberapa kes adalah lebih cekap untuk menggunakan pakej yang tidak selamat dan bukannya refleksi. Sebagai contoh, anda boleh menggunakan pakej yang tidak selamat untuk memperuntukkan memori untuk mengelakkan penggunaan pantulan untuk mencipta objek baharu.

Ringkasan

Walaupun refleksi mempunyai fleksibiliti yang tinggi di Golang, kelemahan prestasinya menyebabkan anda perlu menggunakan refleksi dengan berhati-hati. Sebab utama pantulan perlahan ialah pantulan.Maklumat jenis yang digunakan untuk pantulan perlu dijana secara dinamik dan pantulan menggunakan antara muka. Untuk mengoptimumkan prestasi pantulan, kita boleh cuba mengelakkan pantulan, nilai pantulan cache, menggunakan fungsi pantulan khusus dan menggunakan pakej yang tidak selamat, dsb. Dalam pembangunan sebenar, kita harus menggunakan mekanisme pantulan secara munasabah mengikut situasi tertentu, untuk memastikan fleksibiliti dan kebolehbacaan kod sambil mengambil kira prestasi program.

Atas ialah kandungan terperinci Sebab renungan golang lambat. Untuk maklumat lanjut, sila ikut artikel berkaitan lain di laman web China PHP!