fasthttp运用哪些优化技巧？

fasthttp刚出道的时候号称比net/http快十倍，更少的内存分配。并同时在github上给出一些go开发上的小技巧。

本文主要通过源码来窥探下fasthttp里是如何使用这些技巧的。

减少[]byte的分配，尽量去复用它们

两种方式进行复用：

fasthttp里共有35个地方使用了sync.Pool。sync.Pool除了降低GC的压力，还能复用对象，减少内存分配。

// 例如类型Server type Server struct { // ... ctxPool sync.Pool // 存RequestCtx对象 readerPool sync.Pool // 存bufio对象，用于读HTTP Request writerPool sync.Pool // 存bufio对象，用于写HTTP Request hijackConnPool sync.Pool bytePool sync.Pool } // 例如cookies var cookiePool = &sync.Pool{ New: func() interface{} { return &Cookie{} }, } func AcquireCookie() *Cookie { return cookiePool.Get().(*Cookie) } func ReleaseCookie(c *Cookie) { c.Reset() cookiePool.Put(c) } // 例如workPool. 每个请求以一个新的goroutine运行。就是workpool做的调度 type workerPool struct { // ... workerChanPool sync.Pool } func (wp *workerPool) getCh() *workerChan { var ch *workerChan // ... if ch == nil { if !createWorker { // 已经达到worker数量上限，不允许创建了 return nil } // 尝试复用旧worker vch := wp.workerChanPool.Get() if vch == nil { vch = &workerChan{ ch: make(chan net.Conn, workerChanCap), } } ch = vch.(*workerChan) // 创建新的goroutine处理请求 go func() { wp.workerFunc(ch) // 用完了返回去 wp.workerChanPool.Put(vch) }() } return ch }

还有复用已经分配的[]byte。

s = s[:0]和s = append(s[:0], b…)这两种复用方式，总共出现了191次。

// 清空 URI func (u *URI) Reset() { u.pathOriginal = u.pathOriginal[:0] u.scheme = u.scheme[:0] u.path = u.path[:0] // .... } // 清空 ResponseHeader func (h *ResponseHeader) resetSkipNormalize() { // ... h.contentLengthBytes = h.contentLengthBytes[:0] h.contentType = h.contentType[:0] h.server = h.server[:0] h.h = h.h[:0] h.cookies = h.cookies[:0] } // 清空Cookies func (c *Cookie) Reset() { c.key = c.key[:0] c.value = c.value[:0] // ... c.domain = c.domain[:0] c.path = c.path[:0] // ... } func (c *Cookie) SetKey(key string) { c.key = append(c.key[:0], key...) }

方法参数尽量用[]byte. 纯写场景可避免用bytes.Buffer

方法参数使用[]byte，这样做避免了[]byte到string转换时带来的内存分配和拷贝。毕竟本来从net.Conn读出来的数据也是[]byte类型。

某些地方确实想传string类型参数，fasthttp也提供XXString()方法。

String方法背后是利用了a = append(a, string…)。这样做不会造成string到[]byte的转换(该结论通过查看汇编得到，汇编里并没用到runtime.stringtoslicebyte方法)

// 例如写Response时，提供专门的String方法 func (resp *Response) SetBodyString(body string) { // ... bodyBuf.WriteString(body) }

上面的bodyBuf变量类型为ByteBuffer，来源于作者另外写的一个库，bytebufferpool(
https://github.com/valyala/bytebufferpool)。

正如介绍一样，库的主要目标是反对多余的内存分配行为。与标准库的bytes.Buffer类型对比，性能高30%。

但ByteBuffer只提供了write类操作。适合高频写场景。

先看下标准库bytes.Buffer是如何增长底层slice的。重点是bytes.Buffer没有内存复用。

// 增长slice时，都会调用grow方法 func (b *Buffer) grow(n int) int { // ... if m+n <= cap(b.buf)/2 { copy(b.buf[:], b.buf[b.off:]) } else { // 通过makeSlice获取新的slice buf := makeSlice(2*cap(b.buf) + n) // 而且还要拷贝 copy(buf, b.buf[b.off:]) b.buf = buf } // ... } func makeSlice(n int) []byte { // maekSlice 是直接分配出新的slice，没有复用的意思 return make([]byte, n) }

再看ByteBuffer的做法。重点是复用内存。

// 通过复用减少内存分配，下次复用 func (b *ByteBuffer) Reset() { b.B = b.B[:0] } // 提供专门String方法，通过append避免string到[]byte转换带来的内存分配和拷贝 func (b *ByteBuffer) WriteString(s string) (int, error) { b.B = append(b.B, s...) return len(s), nil } // 如果写buffer的内容很大呢？增长的事情交给append // 但因为Reset()做了复用，所以cap足够情况下，append速度会很快 func (b *ByteBuffer) Write(p []byte) (int, error) { b.B = append(b.B, p...) return len(p), nil }

Request和Response都是用ByteBuffer存body的。清空body是把ByteBuffer交还给pool，方便复用。

var ( requestBodyPool bytebufferpool.Pool // responseBodyPool和requestBodyPool一样，就不贴代码了 responseBodyPool bytebufferpool.Pool ) func (req *Request) ResetBody() { // ... if req.body != nil { if req.keepBodyBuffer { req.body.Reset() } else { // 交还给pool requestBodyPool.Put(req.body) req.body = nil } } }

不放过能复用内存的地方

有些地方需要kv型数据，一般使用map[string]string。但map不利于复用。所以fasthttp使用slice来实现了map

缺点是查询时间复杂度O(n)。

可key数量不多时，slice的方式能够很好地减少内存分配，尤其在大并发场景下。

type argsKV struct { key []byte value []byte noValue bool } // 增加新的kv func appendArg(args []argsKV, key, value string, noValue bool) []argsKV { var kv *argsKV args, kv = allocArg(args) // 复用原来key的内存空间 kv.key = append(kv.key[:0], key...) if noValue { kv.value = kv.value[:0] } else { // 复用原来value的内存空间 kv.value = append(kv.value[:0], value...) } kv.noValue = noValue return args } func allocArg(h []argsKV) ([]argsKV, *argsKV) { n := len(h) if cap(h) > n { // 复用底层数组空间，不用分配 h = h[:n+1] } else { // 空间不足再分配 h = append(h, argsKV{}) } return h, &h[n] }

避免string与[]byte转换开销

这两种类型转换是带内存分配与拷贝开销的，但有一种办法(trick)能够避免开销。利用了string和slice在runtime里结构只差一个Cap字段实现的。

type StringHeader struct { Data uintptr Len int } type SliceHeader struct { Data uintptr Len int Cap int } // []byte -> string func b2s(b []byte) string { return *(*string)(unsafe.Pointer(&b)) } // string -> []byte func s2b(s string) []byte { sh := (*reflect.StringHeader)(unsafe.Pointer(&s)) bh := reflect.SliceHeader{ Data: sh.Data, Len: sh.Len, Cap: sh.Len, } return *(*[]byte)(unsafe.Pointer(&bh)) }

注意这种做法带来的问题：

最后总结下来