2. pprof 入门：安装、集成与两种开启方式

性能分析是 Go 并发调优的起点，而 pprof 是 Go 官方提供的运行时性能分析工具。本章将带你完成 pprof 的安装、集成，并深入理解 runtime/pprof 与 net/http/pprof 的区别，掌握开启 pprof 的两种核心方式。

2.1 pprof 的安装与集成

pprof 工具链分为两部分：Go 标准库内置的采样能力 和 独立的可视化分析工具。标准库无需额外安装，但推荐安装 graphviz 以生成火焰图和调用图。

集成 pprof 只需在代码中导入对应包，无需第三方依赖。以下是两种集成方式的对比：

2.2 runtime/pprof 与 net/http/pprof 的区别

这两个包都基于相同的底层采样机制，但使用方式和生命周期管理有本质区别。下面通过一个结构图来理解它们的定位：

2.3 开启 pprof 的两种方式

根据应用类型选择合适的方式。下面分别给出两种方式的完整代码示例和关键步骤。

方式一：使用 runtime/pprof（适用于 CLI 工具）

package main

import (
    "os"
    "runtime/pprof"
    "log"
)

func main() {
    // 1. 创建 CPU profile 文件
    cpuFile, err := os.Create("cpu.pprof")
    if err != nil {
        log.Fatal(err)
    }
    defer cpuFile.Close()

    // 2. 启动 CPU 采样
    if err := pprof.StartCPUProfile(cpuFile); err != nil {
        log.Fatal(err)
    }
    defer pprof.StopCPUProfile()

    // 3. 执行业务逻辑（自动被采样）
    doHeavyWork()

    // 4. 创建 heap profile 文件（可选）
    heapFile, err := os.Create("heap.pprof")
    if err != nil {
        log.Fatal(err)
    }
    defer heapFile.Close()

    // 5. 写入堆内存快照
    if err := pprof.WriteHeapProfile(heapFile); err != nil {
        log.Fatal(err)
    }
}

func doHeavyWork() {
    // 模拟耗时操作
    sum := 0
    for i := 0; i < 1e8; i++ {
        sum += i
    }
}

方式二：使用 net/http/pprof（适用于 Web 服务）

package main

import (
    "log"
    "net/http"
    _ "net/http/pprof" // 匿名导入，自动注册路由
    "time"
)

func main() {
    // 1. 注册业务路由
    http.HandleFunc("/work", workHandler)

    // 2. 启动 HTTP 服务（pprof 路由已自动注册）
    //    访问 /debug/pprof/ 查看所有 profile 列表
    //    访问 /debug/pprof/profile?seconds=30 采集 30 秒 CPU
    //    访问 /debug/pprof/heap 获取堆内存快照
    log.Println("Server started at :8080")
    log.Fatal(http.ListenAndServe(":8080", nil))
}

func workHandler(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {
    // 模拟业务处理
    time.Sleep(100 * time.Millisecond)
    w.Write([]byte("done"))
}

匿名导入 _ "net/http/pprof" 后，pprof 会自动在默认的 http.DefaultServeMux 上注册以下端点：

2.4 两种方式的决策流程

下面的流程图可以帮助你快速选择适合当前场景的 pprof 集成方式：

2.5 验证集成是否成功

无论使用哪种方式，都可以通过以下步骤验证 pprof 是否正常工作：

1. 对于 runtime/pprof： 运行程序后检查是否生成了 cpu.pprof 和 heap.pprof 文件，文件大小应大于 0 字节。
2. 对于 net/http/pprof： 使用 curl 或浏览器访问 http://localhost:8080/debug/pprof/，应看到 profile 列表页面。
3. 使用 go tool pprof 验证： 执行 go tool pprof -http=:8081 cpu.pprof 或 go tool pprof -http=:8081 http://localhost:8080/debug/pprof/profile?seconds=10，应能打开 Web UI。