如何写go语言的基准测试？
简介
Go标准库中test包包含一个基准测试工具，可用于检查Go代码的性能。 接下来将介绍如何使用测试包编写一个简单的基准测试。
一个基准测试示例
我们以斐波那契数列计算来做测试
func Fib(n int) int {
if n < 2 {
return n
}
return Fib(n-1) + Fib(n-2)
}
创建一个名为*_test.go的测试文件，我们将对计算第20个斐波那契数列值进行性能测试。
func BenchmarkFib20(b *testing.B) {
for n := 0; n < b.N; n++ {
Fib(20)
}
}
编写基准测试与编写测试非常相似，因为它们共享测试包中的基础结构。一些关键区别是
- 基准测试功能以Benchmark而不是Test开头
- 基准功能由测试包运行多次。 b.N的值每次都会增加，直到基准运行者对基准的稳定性感到满意为止。
- 每个基准测试必须执行b.N次测试代码。 BenchmarkFib20中的for循环将出现在每个基准测试函数中。
运行基准测试
我们可以使用go test -bench=. 调用基准测试
go test -bench=.
# 运行结果如下
goos: linux
goarch: amd64
pkg: test/benchmark
BenchmarkFib-4 30000 44684 ns/op
PASS
ok test/benchmark 1.796s
您必须将有效的正则表达式传递给-bench，仅传递-bench是语法错误。您可以使用此属性来运行基准测试的子集
如果要跳过测试，可以通过将正则表达式传递给不匹配任何内容的-run标志来实现。我通常使用
go test -run=XXX -bench=.
第四行BenchmarkFib-4是迭代b.N次的最终值的平均运行时间。我这里是执行Fib(20)运行时间在44684 ns
各种输入的基准测试
由于原始的Fib函数是经典的递归实现，因此我们希望它会随着输入的增长而呈现指数行为。 我们可以通过使用Go标准库中非常常见的模式稍微重写基准来探索这一点
func benchmarkFib(i int, b *testing.B) {
for n := 0; n <b.N; n++{
Fib(i)
}
}
func BenchmarkFib1(b *testing.B) { benchmarkFib(1, b) }
func BenchmarkFib2(b *testing.B) { benchmarkFib(2, b) }
func BenchmarkFib3(b *testing.B) { benchmarkFib(3, b) }
func BenchmarkFib10(b *testing.B) { benchmarkFib(10, b) }
func BenchmarkFib20(b *testing.B) { benchmarkFib(20, b) }
func BenchmarkFib40(b *testing.B) { benchmarkFib(40, b) }
将benchmarkFib设置为private可避免测试驱动程序尝试直接调用它，因为其签名与func（* testing.B）不匹配将失败。 运行这套新的基准测试获得如下结果：
goos: linux
goarch: amd64
pkg: test/benchmark
BenchmarkFib-4 5000000 362 ns/op
BenchmarkFib1-4 1000000000 2.11 ns/op
BenchmarkFib2-4 300000000 5.86 ns/op
BenchmarkFib3-4 200000000 9.86 ns/op
BenchmarkFib10-4 5000000 358 ns/op
BenchmarkFib20-4 30000 44751 ns/op
BenchmarkFib40-4 2 674276614 ns/op
PASS
ok test/benchmark 15.811s
除了确认我们简单的Fib函数的指数行为外，在此基准测试运行中还需要观察其他一些内容。
- 默认情况下，每个基准测试运行至少1秒。如果Benchmark函数返回时第二秒还没有过去，则b.N的值将按顺序1、2、5、10、20、50，…增加，然后函数再次运行
- 最终的BenchmarkFib40只运行了两次，每次运行的平均值不到一秒钟。由于测试程序包使用简单的平均值（在b.N上运行基准函数的总时间），因此该结果在统计上较弱。您可以使用-benchtime标志增加最短基准时间，以产生更准确的结果。
go test -bench=Fib40 -benchtime=20s
# 结果如下
goos: linux
goarch: amd64
pkg: test/benchmark
BenchmarkFib40-4 50 680114858 ns/op
PASS
ok test/benchmark 34.681s
误区
上面我提到了for循环对于基准驱动程序的运行至关重要。这是错误的基准测试的两个示例
func BenchmarkFibWrong(b *testing.B) {
for n := 0; n < b.N; n++ {
Fib(n)
}
}
func BenchmarkFibWrong2(b *testing.B) {
Fib(b.N)
}
BenchmarkFibWrong无法完成。这是因为基准测试的运行时间会随着b.N的增加而增加，而永远不会收敛于稳定值。 BenchmarkFibWrong2同样受到影响，并且永远不会完成