CA.go#1 (2017/06/21)の発表です golang pprofの解説をしました https://cyberagent.connpass.com/event/58120/

1. golang profilingの基礎
CA.go#1 (2017/06/21)
株式会社AbemaTV 中澤優⼀郎

2. ⾃⼰紹介
中澤 優⼀郎 (はせ)
経歴
•2012/06~ AmebaスマートフォンPF
•2014/01~ 『タップル誕⽣』
•2015/12~ 『AbemaTV』
Golang歴 2年

3. Profiling of golang
pprof (runtime/pprof)
• GolangのProfilingを⾏うパッケージ
• CPU・Memory・goroutineなどの情報を収集
• protocol buffer形式でプロファイルを保存
• `go tool pprof` によりプロファイルを分析

4. runtime/pprof
CPU Profiler
• 関数の実⾏時間をプロファイリング
• (UNIX) settimerを利⽤し10msごとに
SIGPROFシグナル送信
• サンプラはシグナルをハンドリングし
スタックトレースを保存
f, err := os.Create(*cpuprofile)
if err != nil {
log.Fatal("could not create CPU profile: ", err)
}
if err := pprof.StartCPUProfile(f); err != nil {
log.Fatal("could not start CPU profile: ", err)
}
defer pprof.StopCPUProfile()

5. runtime/pprof
CPU Proflier以外のProfilerはLookupで呼び出し
f, err := os.Create("./mem.prof")
if err != nil {
log.Fatal("could not create memory profile: ", err)
}
defer func() {
pprof.Lookup("heap").WriteTo(f, 0)
f.Close()
}()

6. runtime/pprof
“heap” (Heap Profiler)
• メモリの情報(GCとアロケーション)をプロファイリング
“goroutine” (Goroutine Profiler)
• 実⾏中のgoroutineのプロファイリング
heap options
(go tool pprof -inuse_space mem.prof )
-inuse_space 利⽤中のメモリ領域
-inuse_objects メモリ利⽤中のオブジェクト数
-alloc_space 前回のGCからアロケートされたメモリ領域

7. runtime/pprof
“block” (Blocking Profiler)
※ runtime.SetBlockProfileRate を 1 以上に設定することで有効化
• 同期処理でwaitingしているgoroutineをプロファイリング
“mutex” (Mutex Profiler) ※go1.8から追加
※ runtime.SetMutexProfileFraction を 1 以上に設定することで有効化
• 同期処理をブロックする ”mutexのみ” をプロファイリング
• time.Tickerなどパフォーマンスに深刻な影響を与えない項⽬は表⽰されない

8. runtime/pprof
Custom Profilers
Profilerの実装によりカスタムプロファイラを作成可能
import “runtime/pprof"
prof := pprof.New(“custom”)
prof.Add(obj, 1)
prof.Remove(1)

9. Relational Packages
runtime/pprof
net/http/pprof
•HTTP Server⽤のプロファイラ
github.com/pkg/profile
•`runtime/pprof` をより簡単に利⽤できるようなwrapper
•元はdevecheneyの `https://github.com/davecheney/profile`

10. net/http/pprof
Web Server向けpprofパッケージ
• http経由でプロファイリングを取得
• 2種類のバインド⽅法
• DefaultServeMuxにバインド (blank
import)
• ServeMuxをNewしてバインド
import (
"net/http"
"net/http/pprof"
"runtime"
)
---
mux := http.NewServeMux()
mux.Handle("/debug/pprof/", http.HandlerFunc(pprof.Index))
mux.Handle("/debug/pprof/cmdline", http.HandlerFunc(pprof.Cmdline))
mux.Handle("/debug/pprof/profile", http.HandlerFunc(pprof.Profile))
mux.Handle("/debug/pprof/symbol", http.HandlerFunc(pprof.Symbol))
mux.Handle("/debug/pprof/trace", http.HandlerFunc(pprof.Trace))
---
go func() {
log.Println(http.ListenAndServe("localhost:6060", mux));
}
import _ "net/http/pprof"
go func() {
log.Println(http.ListenAndServe("localhost:6060", nil))
}()

11. github.com/pkg/profile
runtime/pprofをシンプルなインターフェースで提供
• shutdown signalのハンドリング
以下のプロファイラを利⽤可能
• CPU Profiler
• Heap Profiler
• Block Profiler
• Trace Profiler (runtime/trace)
package main
import (
"github.com/pkg/profile"
)
func main() {
defer profile.Start(profile.BlockProfile).Stop()
}

12. go test profiling
テストコードのプロファイリング
テストオプションに指定することによりプロファイリング可能
-blockprofile block.out : Block Profileの取得
-cpuprofile cpu.out : CPU Profileの取得
-memprofile mem.out : Heap Profileの取得
-mutexprofile mutex.out : Mutex Profileの取得

13. Go tool pprof
$ go tool pprof --text mpeg-probe sample.prof/cpu.pprof
108.45s of 112.28s total (96.59%)
Dropped 148 nodes (cum <= 0.56s)
flat flat% sum% cum cum%
78.03s 69.50% 69.50% 78.18s 69.63% syscall.Syscall
8.47s 7.54% 77.04% 8.47s 7.54% runtime.mach_semaphore_wait
7.19s 6.40% 83.44% 7.19s 6.40% runtime.mach_semaphore_signal
3.43s 3.05% 86.50% 3.43s 3.05% runtime.mach_semaphore_timedwait
3.02s 2.69% 89.19% 3.02s 2.69% runtime.memclrNoHeapPointers
プロファイリングの集計・可視化
• `go tool pprof` を利⽤して
• コマンドラインでの実⾏と、インタラクティブシェルを提供

14. Go tool pprof
(pprof) web
• svg形式で吐き出されたプロファイルをwebブラウザで表⽰
• function名の指定で絞り込み
• graphvizのインストールが必要
$ go tool pprof mpeg-probe sample.prof/cpu.pprof
Entering interactive mode (type "help" for commands)
(pprof) web main

15. Go tool pprof
(pprof) top
• 取得したプロファイルの上位N件の表⽰
• `-FIELD` 指定によりソート
(pprof) top 5 -flat
100.14s of 112.28s total (89.19%)
Dropped 148 nodes (cum <= 0.56s)
Showing top 5 nodes out of 92 (cum >= 3.02s)
flat flat% sum% cum cum%
78.03s 69.50% 69.50% 78.18s 69.63% syscall.Syscall
8.47s 7.54% 77.04% 8.47s 7.54% runtime.mach_semaphore_wait
7.19s 6.40% 83.44% 7.19s 6.40% runtime.mach_semaphore_signal
3.43s 3.05% 86.50% 3.43s 3.05% runtime.mach_semaphore_timedwait
3.02s 2.69% 89.19% 3.02s 2.69% runtime.memclrNoHeapPointers
flat : 関数の使⽤した値
flat% : flat値の全体の占める割合
sum% : 現在のソート順でのflat値の累計値
cum : 関数の他の関数の呼び出しも含めた値
cum% : cum値の全体に占める割合

16. Go tool pprof
(pprof) list
• go tool実⾏時にバイナリファイルの指定が必要
• ソースコード上でのflat,cum値を表⽰
(pprof) list io.Copy
Total: 1.87mins
ROUTINE ======================== io.Copy in /usr/local/Cellar/go/1.8.1/libexec/src/io/io.go
0 1.09mins (flat, cum) 58.15% of Total
. . 355:// If src implements the WriterTo interface,
. . 356:// the copy is implemented by calling src.WriteTo(dst).
. . 357:// Otherwise, if dst implements the ReaderFrom interface,
. . 358:// the copy is implemented by calling dst.ReadFrom(src).
. . 359:func Copy(dst Writer, src Reader) (written int64, err error) {
. 1.09mins 360: return copyBuffer(dst, src, nil)
. . 361:}
. . 362:
. . 363:// CopyBuffer is identical to Copy except that it stages through the
. . 364:// provided buffer (if one is required) rather than allocating a

17. Check Point
runtime.mallocgc
• メモリアロケーションが多く発⽣している
runtime.chanrecv, sync.Mutex
• ロック処理により多くの待ちが発⽣している
syscall Read / Write
• ioの読み書きが⼤量に発⽣している
GCコンポーネント
• ヒープサイズの⼩ささにより、GCの発⽣が頻繁に発⽣している

18. Go Debug Options
Memory Allocator Trace
- GODEBUG=allocfreetrace=1
Garbage Collector Trace
- GODEBUG=gctrace=1 .
Scheduler Trace
- GODEBUG=schedtrace=1000 ./