Golang 函数执行时间统计装饰器的一个实现详解

本篇文章主要是结合我之前面试的各种经历和实战开发中遇到的问题解决经验整理的，希望这篇《Golang 函数执行时间统计装饰器的一个实现详解》对你有很大帮助！欢迎收藏，分享给更多的需要的朋友学习~

背景

最近在搭一个新项目的架子，在生产环境中，为了能实时的监控程序的运行状态，少不了逻辑执行时间长度的统计。时间统计这个功能实现的期望有下面几点：

1. 实现细节要剥离：时间统计实现的细节不期望在显式的写在主逻辑中。因为主逻辑中的其他逻辑和时间统计的抽象层次不在同一个层级
2. 用于时间统计的代码可复用
3. 统计出来的时间结果是可被处理的。
4. 对并发编程友好

实现思路

统计细节的剥离

最朴素的时间统计的实现，可能是下面这个样子：

func f() {
 startTime := time.Now()
 logicStepOne()
 logicStepTwo()
 endTime := time.Now()
 timeDiff := timeDiff(startTime, endTime)
 log.Info("time diff: %s", timeDiff)
}

《代码整洁之道》告诉我们：一个函数里面的所有函数调用都应该处于同一个抽象层级。

在这里时间开始、结束的获取，使用时间的求差，属于时间统计的细节，首先他不属于主流程必要的一步，其次他们使用的函数 time.Now() 和 logicStepOne, logicStepTwo 并不在同一个抽象层级。

因此比较好的做法应该是把时间统计放在函数 f 的上层，比如：

func doFWithTimeRecord() {
 startTime: = time.Now()
 f()
 endTime := Time.Now()
 timeDiff := timeDIff(startTime, endTime)
 log.Info("time diff: %s", timeDiff)
}

时间统计代码可复用&统计结果可被处理&不影响原函数的使用方式

我们虽然达成了函数内抽象层级相同的目标，但是大家肯定也能感受到：这个函数并不好用。

原因在于，我们把要调用的函数 f 写死在了 doFWithTimeRecord 函数中。这意味着，每一个要统计时间的函数，我都需要实现一个 doXXWithTimeRecord, 而这些函数里面的逻辑是相同的，这就违反了我们 DRY（Don't Repeat Yourself）原则。因此为了实现逻辑的复用，我认为装饰器是比较好的实现方式：将要执行的函数作为参数传入到时间统计函数中。

举个网上看到的例子

实现一个功能，第一反应肯定是查找同行有没有现成的轮子。不过看了下，没有达到自己的期望，举个例子：

type SumFunc func(int64, int64) int64

func timedSumFunc(f SumFunc) SumFunc {
 return func(start, end int64) int64 {
  defer func(t time.Time) {
   fmt.Printf("--- Time Elapsed: %v ---\n", time.Since(t))
  }(time.Now())
  
  return f(start, end)
 }
}

说说这段代码不好的地方：

这个装饰器入参写死了函数的类型：

type SumFunc func(int64, int64) int64

也就是说，只要换一个函数，这个装饰器就不能用了，这不符合我们的第2点要求

这里时间统计结果直接打印到了标准输出，也就是说这个结果是不能被原函数的调用方去使用的：因为只有掉用方，才知道这个结果符不符合预期，是花太多时间了，还是正常现象。这不符合我们的第3点要求。

怎么解决这两个问题呢？

这个时候，《重构，改善既有代码的设计》告诉我们：Replace Method with Method Obejct——以函数对象取代函数。他的意思是当一个函数有比较复杂的临时变量时，我们可以考虑将函数封装成一个类。这样我们的函数就统一成了 0 个参数。（当然，原本就是作为一个 struct 里面的方法的话就适当做调整就好了）

现在，我们的代码变成了这样：

type TimeRecorder interface {
 SetCost(time.Duration)
 TimeCost() time.Duration
}

func TimeCostDecorator(rec TimeRecorder, f func()) func() {
 return func() {
  startTime := time.Now()
  f()
  endTime := time.Now()
  timeCost := endTime.Sub(startTime)
  rec.SetCost(timeCost)
 }
}

这里入参写成是一个 interface ，目的是允许各种函数对象入参，只需要实现了 SetCost 和 TimeCost 方法即可

对并发编程友好

最后需要考虑的一个问题，很多时候，一个类在整个程序的生命周期是一个单例，这样在 SetCost 的时候，就需要考虑并发写的问题。这里考虑一下几种解决方案：

使用装饰器配套的时间统计存储对象，实现如下：

func NewTimeRecorder() TimeRecorder {
 return &timeRecorder{}
}

type timeRecorder struct {
 cost time.Duration
}

func (tr *timeRecorder) SetCost(cost time.Duration) {
 tr.cost = cost
}

func (tr *timeRecorder) Cost() time.Duration {
 return tr.cost
}

抽离出存粹的执行完就可以销毁的函数对象，每次要操作的时候都 new 一下

函数对象内部对 SetCost 函数实现锁机制

这三个方案是按推荐指数从高到低排序的，因为我个人认为：资源允许的情况下，尽量保持对象不可变；同时怎么统计、存储使用时长其实是统计时间模块自己的事情。

单元测试

最后补上单元测试：

func TestTimeCostDecorator(t *testing.T) {
 testFunc := func() {
  time.Sleep(time.Duration(1) * time.Second)
 }
 
 type args struct {
  rec TimeRecorder
  f func()
 }
 
 tests := []struct {
  name string
  args args
 }{
  {
   "test time cost decorator",
   args{
    NewTimeRecorder(),
    testFunc,
   },
  },
 }
 for _, tt := range tests {
  t.Run(tt.name, func(t *testing.T) {
   got := TimeCostDecorator(tt.args.rec, tt.args.f)
   got()
   if tt.args.rec.Cost().Round(time.Second) != time.Duration(1) * time.Second.Round(time.Second) {
    "Record time cost abnormal, recorded cost: %s, real cost: %s",
    tt.args.rec.Cost().String(),
    tt.Duration(1) * time.Second,
   }
  }) 
 }
}

测试通过，验证了时间统计是没问题的。至此，这个时间统计装饰器就介绍完了。如果这个实现有什么问题，或者大家有更好的实现方式，欢迎大家批评指正与提出～

本篇关于《Golang 函数执行时间统计装饰器的一个实现详解》的介绍就到此结束啦，但是学无止境，想要了解学习更多关于Golang的相关知识，请关注golang学习网公众号！