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Benchmark 基准测试

问题​

Go 中如何编写和执行 Benchmark？如何正确解读结果？

答案​

基本 Benchmark​

// fib_test.go
func BenchmarkFib(b *testing.B) {
    for i := 0; i < b.N; i++ {
        Fib(20)
    }
}
go test -bench=BenchmarkFib -benchmem ./...

# 输出
BenchmarkFib-8    234567    5102 ns/op    0 B/op    0 allocs/op
#              │       │            │          │           │
#          CPU 核数  运行次数   每次耗时   每次内存     每次分配次数

常用命令​

# 运行所有 Benchmark
go test -bench=. -benchmem ./...

# 指定运行时间（默认 1s）
go test -bench=. -benchtime=5s

# 多次运行取统计值
go test -bench=. -count=5 | tee old.txt

# 对比两次结果
go install golang.org/x/perf/cmd/benchstat@latest
benchstat old.txt new.txt

避免编译器优化​

// ❌ 编译器可能优化掉未使用的结果
func BenchmarkBad(b *testing.B) {
    for i := 0; i < b.N; i++ {
        Fib(20) // 结果没被使用，可能被优化掉
    }
}

// ✅ 将结果赋值给包级变量
var result int

func BenchmarkGood(b *testing.B) {
    var r int
    for i := 0; i < b.N; i++ {
        r = Fib(20)
    }
    result = r
}

Table-Driven Benchmark​

func BenchmarkFib(b *testing.B) {
    cases := []struct {
        name string
        n    int
    }{
        {"Fib10", 10},
        {"Fib20", 20},
        {"Fib30", 30},
    }

    for _, tc := range cases {
        b.Run(tc.name, func(b *testing.B) {
            for i := 0; i < b.N; i++ {
                Fib(tc.n)
            }
        })
    }
}

重置计时器​

func BenchmarkWithSetup(b *testing.B) {
    // 准备数据（不计入 Benchmark 时间）
    data := generateLargeData()
    b.ResetTimer() // 重置计时器

    for i := 0; i < b.N; i++ {
        process(data)
    }
}

常见面试问题​

Q1: b.N 是怎么确定的？​

答案：Go 测试框架自动调整。先 b.N=1 跑一次估算耗时，然后按线性增长（100、10000...）直到运行时间 ≥ 1 秒。不需要手动设置。

Q2: -benchmem 输出的 allocs/op 意味着什么？​

答案：每次操作的堆内存分配次数。这个数字越小越好。如果为 0 说明没有堆分配（全在栈上），性能最优。

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