Go生成图片水印demo，既然比PHP慢一倍？

闲聊

这个打水印的 demo 其实已经完成许久，一直没有总结总结，有空填了一下自己的坑吧，也让自己复习复习。

背景

公司是做图形设计资源站点，详情、搜索页面都需要提供预览图片，图片都是包含公司的水印的图片，水印图片单独存储。现在公司需要更换水印图，所以要获取全部的原图，打上新水印，再替换现有的图片。

方案

公司主要是 PHP 开发, 本来是打算用 Laravel 的 command 脚本完成的，但想到当时团队也是有意向转 Go 方向并且Go在有协程的加持，可以开多个协程来执行打水印这部分工作，所以最终采用了 Go 语言来完成这个需求，算是一个的新的尝试。

实现

整体流程是：遍历数据库数据->获取原图信息->下载原图->生成水印->上传水印图->更新数据库水印图片，本文主要叙述生成水印此步骤，因为这一块与 PHP 的实现上略有不同，在 Go 上可使用协程并发处理，而 PHP 只能单个处理。

Go实现

go version go1.17.7 darwin/arm64

同步

同步执行流程与 PHP 一样，对比一下两者效率

main.go

// 同步
func syncGen() {
    startT := time.Now()

    // 打开水印图
    water, err := pkg.OpenPngImage("./test_water.png")
    if err != nil {
        log.Fatal(err)
    }

    // 这个循环是遍历原图
    imgPath := "./test.png" 
    for i := 1; i <= num; i++ {
        id := i + 1000 // 模拟 id 
        if err = pkg.Generate(imgPath, id, water); err != nil {
            log.Println("水印图生成失败，id=" + strconv.Itoa(i))
        }
    }

    // 计算耗时
    tc := time.Since(startT)

    fmt.Printf("同步执行时间 = %v\n", tc)
}
go run main.go -n 1
水印图：1 张
同步执行时间 = 109.644375ms

1632*874 JPEG(24位颜色) 78.87kb

PHP实现

PHP 7.4.28 (cli)

临时写了个 PHP 版本的同功能demo

$t1 = microtime(true);

$dst   = '/home/jiumu/code/go-image-water-case/test1.png';
$src   = '/home/jiumu/code/go-image-water-case/test_water1.png';
$font  = '/home/jiumu/code/go-image-water-case/font.ttf';

$t3 = microtime(true);
$srcIm = imagecreatefrompng($src);
$t4 = microtime(true);

$num = 1;
for ($i = 0; $i < $num; $i++) {
    $t5 = microtime(true);
    $dstIm = imagecreatefrompng($dst);
    $t6 = microtime(true);

    $dstSize = getimagesize($dst);
    $srcSize = getimagesize($src);
    $new     = imagecreatetruecolor($dstSize[0], $dstSize[1]);
    imagecopy($new, $dstIm, 0, 0, 0, 0, $dstSize[0], $dstSize[1]);
    imagecopy($new, $srcIm, $dstSize[0] - 200, $dstSize[1] - 220, 0, 0, $srcSize[0], $srcSize[1]);
    $rgb = imagecolorallocate($dstIm, 21, 33, 57);//字体颜色 
    $id    = $i + 1000;
    imagefttext($new, 30, 0, $dstSize[0] - 200, $dstSize[1] - 20, $rgb, $font, "ID: {$id}");
    $t7 =  microtime(true);
    imagejpeg($new, __DIR__ . "/water/{$i}.jpeg");
    $t8 =  microtime(true);
    imagedestroy($dstIm);
    imagedestroy($new);
}

imagedestroy($srcIm);
$t2 = microtime(true);

echo '总耗时: ' . round($t2 - $t1, 5). 's' . PHP_EOL;
echo '总耗时: ' . round($t2 - $t1, 5) * 1000 . 'ms' . PHP_EOL;

结果

$ php index.php
总耗时: 0.05506s
总耗时: 55.06ms

1632*874 JPEG(24位颜色) 78.82kb

PHP 既然比Go快了近一倍？难道是我Go的代码写的有问题？后来发现PHP生成的图片质量只有Go的75%的质量，所以把Go这边的质量降到了75%，效率依然没有变化，在一筹莫展的时候，想到了 PProf 找一下性能到底卡在哪里了。

生成 1 张水印图 pprof 的部分截图

找出耗时原因了，原来耗时的都卡在了 png.Decode() 和 jpeg.Encode() 这两步了，再来看看 PHP 这两步的时间

php index.php
总耗时: 55.06ms
水印decode耗时: 0.87ms
原图decode耗时: 24.47ms
新图encode耗时: 19.63ms

所以 Go 比 PHP 慢的原因就是出现在 decode() 和 encode() 这两步了：

PHP 在 decode 两张图片用时 25.34ms，encode 用时 19.63ms
Go 在 decode 两张图片用时 60 ms，encode 用时 50ms

图片大小和耗时成正比，测试原图是 1.43 M，如果有知道原因的小伙伴可以分享分享

协程

虽然我 decode 和 encode 慢，但我有 goroutine 啊，来看看 Go 的表现

各生成100张水印图：

php

总耗时: 5.34911s
总耗时: 5349.11ms

NumCPU:8

NumGoroutine: 102

$ go run main.go -n 100
水印图：100 张
同步执行时间 = 9.583812958s
无并发数量控制时间 = 2.072805143s

协程状态下比 PHP 快了 2.5 倍，同步情况下，还是比php慢2倍。

协程控制

由于启动的 goroutine 协程不受控制，如果panic了则无法处理，成为野生携程，导致程序挂掉。

// Go 避免 go func(){} 如果方法中抛出 panic 无法被捕获到
// 或者是每在每个 go 前面都 recover() 一次，造成的代码混乱不可维护
func Go(f func()) {
    defer func() {
        if err := recover(); err != nil {
            // 记录日志
            log.Println(err)
        }
    }()

    go f()
}

开启协程的方式则变成：

pkg.Go(func() {
  // code
})

由于代码篇幅较长，所以代码没有贴出来，有兴趣的小伙伴可以到此查看源码 github.com/zxr615/go-image-water-c...

Go 的 decode / encode 为何相对 php 慢这么多，希望有知道的朋友可以交流交流。

总结

Go 提供的工具很方便的找出性能瓶颈，如上文的 PProf
协程的优势非常大，在自身函数较慢的情况下，可以充分利用协程发挥系统性能赶超。