golang多核設置

Golang是一種現代化的、高效能的程式語言，被廣泛應用於網路服務、雲端運算、資料分析等領域。 Golang作為一種跨平台、並發效能優秀的語言，其預設的並發機制也非常強大。在預設情況下，Golang使用的是Goroutine協程來實現並發，可以輕鬆處理數千個並發連線。然而，如果需要在多核心CPU上執行Golang程序，就需要進行一些額外的設定。

本篇文章將介紹如何在Golang中進行多核心設置，以提升程式的並發效能。

一、什麼是多核心設定？

多核心設定（或多處理器設定）是指在多核心CPU上執行Golang程式時，透過設定一些運作參數，讓程式能夠充分利用多核心CPU的處理能力，從而提升程式的並發效能。

在預設情況下，Golang的並發機制只會使用單一核心。這是因為Golang使用的調度器（Scheduler）是基於協作式調度（Cooperative Scheduling）的，即只有在當前的Goroutine主動讓出處理器時，才會切換到其他的Goroutine，從而保證同一時間只有一個Goroutine在執行。這種機制雖然簡單高效，但只能使用單一核心，無法充分利用多核心CPU的效能優勢。

因此，在進行多核心設定時，需要透過一些特殊的設置，讓Golang的調度器能夠在多個核心上調度Goroutine，並將負載平衡在不同的核心上，從而提升程式的並發性能。

二、如何進行多核心設定？

在Golang中進行多核心設定需要使用系統調用，主要有以下三個函數：

1. #runtime.GOMAXPROCS(n int)

##這個函數用來設定程式碼運行時所使用的最大CPU 核數。它的預設值是1，即只使用單核心。如果設定為大於1的值，那麼Golang會在多核心處理器上執行Goroutine。例如：

runtime.GOMAXPROCS(4) //使用4個核心運行程式

runtime.LockOSThread()

這個函數用來將當前Goroutine鎖定到當前執行緒上，防止調度器將其切換到其他執行緒上運行，從而減少執行緒切換的開銷。例如：

func loop() {

runtime.LockOSThread()  //锁定当前协程到当前线程
//进行一些处理

}

#runtime.UnlockOSThread()

這個函數用來將當前Goroutine從當前執行緒解鎖，從而使它可以被調度器切換到其他執行緒上運行。例如：

func loop() {

//进行一些处理
runtime.UnlockOSThread()  //解锁当前协程

}

如果不呼叫UnlockOSThread函數，目前協程將永遠無法從目前執行緒切換出去。

三、如何評估多核心設定的效果？

在進行多核心設定之前，需要先評估目前程式在單核心和多核心環境下的效能表現，以便能夠透過多核心設定提升程式的效能。

評估程式的效能可以使用Go自帶的效能分析工具pprof。 pprof可以對程式的CPU、記憶體使用情況進行分析，從而找出程式碼中的效能瓶頸。

安裝pprof

首先需要安裝pprof：

go get -u github.com/google/pprof

#2.執行pprof

使用pprof分析程式的效能，需要在程式中加入profiling程式碼，並將其開啟：

package main

import (

"math/rand"
"os"
"runtime/pprof"
"time"

)

func main() {

pprofFile, err := os.Create("cpu.prof")
if err != nil {
    panic(err)
}
pprof.StartCPUProfile(pprofFile)
defer pprof.StopCPUProfile()

rand.Seed(time.Now().UnixNano())
for i := 0; i < 10; i++ {
    go func() {
        for {
            num := rand.Intn(1000000000)
            _ = num * num
        }
    }()
}

time.Sleep(10 * time.Second)

}

在程式執行後，會在目前目錄下產生一個cpu.prof文件，包含了程式的CPU使用情況。可以使用下面的指令來分析：

pprof -http=:9999 cpu.prof

這個指令會啟動一個網頁伺服器，可以在瀏覽器中透過http://localhost:9999 /進行訪問。在網頁上可以查看程式的CPU使用情況、函數呼叫關係和呼叫次數等信息，從而找出效能瓶頸。

3.比較單核心和多核心效能

有了pprof工具，可以在單核心和多核心環境下運行程序，並比較它們的效能表現。

比較單核心和多核心效能需要在執行程式時設定GOMAXPROCS參數：

#go run -race -p=1 main.go //單核心執行

go run -race -p=4 main.go //四核心執行

用pprof對兩次執行的程式進行效能分析，比較它們的CPU使用率和函數呼叫次數。透過比較效能分析結果，可以找出程式中的效能瓶頸，並進行最佳化。

四、總結

Golang預設在單一核心上執行Goroutine，無法充分利用多核心CPU的處理能力。在多核心CPU上執行Golang程式需要進行多核心設置，包括設定GOMAXPROCS參數、使用LockOSThread和UnlockOSThread函數。

為了評估多核心設定的效果，可以使用Go自帶的效能分析工具pprof，找出程式中的效能瓶頸，並進行最佳化。

透過多核心設置，可以充分利用多核心CPU的處理能力，進而提升程式的並發效能。

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