Golang中的CPU占满100%及解决方案

有一个流媒体适配服务，出现了`CPU`开销很大的问题，一个服务把`CPU`资源占满了，导致其他服务无法正常工作。 下面来详细记录发现`bug`和解决的流程。 # 发现CPU开销很大 扫描发现，是垃圾回收导致 `CPU` 使用上升 ： ``` Time: Mar 22, 2019 at 5:52pm (CST) Duration: 1mins, Total samples = 1.43mins (142.57%) Entering interactive mode (type "help" for commands, "o" for options) (pprof) tree Showing nodes accounting for 83.13s, 97.11% of 85.60s total Dropped 256 nodes (cum <= 0.43s) ----------------------------------------------------------+------------- flat flat% sum% cum cum% calls calls% + context ----------------------------------------------------------+------------- 71.36s 99.86% | runtime.gcDrain 0.10s 0.14% | runtime.systemstack 48.56s 56.73% 56.73% 71.46s 83.48% | runtime.scanobject 11.86s 16.60% | runtime.heapBitsForObject 11.04s 15.45% | runtime.greyobject ----------------------------------------------------------+------------- 11.86s 99.92% | runtime.scanobject 11.87s 13.87% 70.60% 11.87s 13.87% | runtime.heapBitsForObject ----------------------------------------------------------+------------- 11.04s 100% | runtime.scanobject 11.02s 12.87% 83.47% 11.04s 12.90% | runtime.greyobject ----------------------------------------------------------+------------- 6.53s 95.05% | runtime.gosweepone.func1 0.34s 4.95% | runtime.(*mheap).alloc 4.34s 5.07% 88.54% 6.87s 8.03% | runtime.sweepone 2.53s 36.83% | runtime.(*mspan).sweep ----------------------------------------------------------+------------- 74.42s 100% | runtime.gcBgMarkWorker.func2 1.97s 2.30% 90.84% 74.42s 86.94% | runtime.gcDrain 71.36s 95.89% | runtime.scanobject 0.52s 0.7% | runtime.pollWork ----------------------------------------------------------+------------- ``` # 准备工作 之后考虑使用 `buffer pool`, ```go // 这里不再分配新的内存，而是从 buffer pool 里面 GET databuf = make([]byte, 100000) ``` # 解决 参考[go buffer pool](https://github.com/libp2p/go-buffer-pool) - 先创建一个`buffer pool` - 在`Get`它 - 用完再`Put`回去 - 注意，最好在`Get`和`Put`时加锁。 # 是什么原因导致了CPU开销很大（重点） 当我们新建了一个有长度变量时，例如100`byte`的数组，那么它在操作系统内存中是这样展现的  因此，当我们新建一个变量时，操作系统会在自己的运行内存里开辟一块内存给这个变量存数据用。当我们不需要这个数据时，或者说要删除这个变量时，`Golang`会执行垃圾回收机制。 然而当`Golang`在执行垃圾回收时，操作系统会不断对这些有或者没有被引用的变量进行扫描，这中间涉及操作系统的算法，我们不用深究，但是，在执行这种算法时，会占用`CPU`的资源，如果新开辟的变量和内存过多，就会导致系统不停的检查是否有不需要引用的变量了，从而造成占用`CPU`资源过多。 ## 解决办法 创建一个`buffer pool` 创建一个大的`buffer pool`，你需要内存时，向`buffer pool`获取一下`Get`，用完不需要时再还回去`Put`。  这样做的好处是，操作系统每次检查内存时，都只有一个`buffer pool`在引用，不增不减，于是也就减少`CPU`资源的消耗了。 ## 打个比方 比如说操作系统就是一个土豪，借东西再换回来不收利息。它有一个很大的内存，周围许多人都想找它去借(新声明的变量并初始化)，刚开始借的人只有十几个，后面有上万个，于是它要每天记录谁借了多少内存出去，谁还没有归还，归还的直接从记录上把名字划掉(垃圾回收)。后来操作系统烦了，于是就建了一个很大的内存池，够所有人分批次借，只要借完及时归还就行，而它每次去看这个内存池有没有变小即可，省了不少精力。 而这个内存池就是`go buffer pool`的作用。 ## 注意 建议给`Get`和`Put`加锁，防止多个协程同时借阅，造成竞争冒险。 这个`CPU`占满问题涉及`Golang`的垃圾回收机制，这块是要点，一定要搞明白。 # 参考文章和资源 - [go buffer pool](https://github.com/libp2p/go-buffer-pool) - [Golang 垃圾回收剖析](http://legendtkl.com/2017/04/28/golang-gc/)