常見(jiàn)的 Goroutine 泄露，你應(yīng)該避免
Go 語(yǔ)言編寫(xiě)代碼的最大優(yōu)點(diǎn)之一是能夠在輕量級(jí)線程，即 Goroutines 中并發(fā)運(yùn)行你的代碼。
然而，擁有強(qiáng)大的能力也伴隨著巨大的責(zé)任。
盡管 Goroutines 非常方便，但如果不小心處理，它們很容易引入難以追蹤的錯(cuò)誤。
Goroutine 泄露就是其中之一。它在背景中悄悄增長(zhǎng)，可能最終在你不知情的情況下使你的應(yīng)用程序崩潰。
因此，本文主要介紹 Goroutine 泄露是什么，以及你如何防止泄露發(fā)生。
我們來(lái)看看吧！
什么是 Goroutine 泄露？
當(dāng)創(chuàng)建一個(gè)新的 Goroutine 時(shí)，計(jì)算機(jī)在堆中分配內(nèi)存，并在執(zhí)行完成后釋放它們。
Goroutine 泄露是一種內(nèi)存泄露，當(dāng) Goroutine 沒(méi)有終止并在應(yīng)用程序的生命周期中被留在后臺(tái)時(shí)就會(huì)發(fā)生。
讓我們來(lái)看一個(gè)簡(jiǎn)單的例子。
func goroutineLeak(ch chan int) {
data := <- ch
fmt.Println(data)
}
func handler() {
ch := make(chan int)
go goroutineLeak(ch)
return
}隨著處理器的返回，Goroutine 繼續(xù)在后臺(tái)活動(dòng)，阻塞并等待數(shù)據(jù)通過(guò)通道發(fā)送 —— 這永遠(yuǎn)不會(huì)發(fā)生。
因此，產(chǎn)生了一個(gè) Goroutine 泄露。
在本文中，我將引導(dǎo)你了解兩種常見(jiàn)的模式，這些模式很容易導(dǎo)致 Goroutine 泄漏：
- 遺忘的發(fā)送者
- 被遺棄的接收者
讓我們深入研究！
遺忘的發(fā)送者
遺忘的發(fā)送者發(fā)生在發(fā)送者被阻塞，因?yàn)闆](méi)有接收者在通道的另一側(cè)等待接收數(shù)據(jù)的情況。
func forgottenSender(ch chan int) {
data := 3
// This is blocked as no one is receiving the data
ch <- data
}
func handler () {
ch := make(chan int)
go forgottenSender(ch)
return
}雖然它起初看起來(lái)很簡(jiǎn)單，但在以下兩種情境中很容易被忽視。
不當(dāng)使用 Context
func forgottenSender(ch chan int) {
data := networkCall()
ch <- data
}
func handler() error {
ctx, cancel := context.WithTimeout(context.Background(), 10*time.Millisecond)
defer cancel()
ch := make(chan int)
go forgottenSender(ch)
select {
case data := <- ch: {
fmt.Printf("Received data! %s", data)
return nil
}
case <- ctx.Done(): {
return errors.New("Timeout! Process cancelled. Returning")
}
}
}在上面的例子中，我們模擬了一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)處理程序。
我們定義了一個(gè)上下文，它在10ms后發(fā)出超時(shí)，隨后是一個(gè)異步進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)調(diào)用的Goroutine。
select語(yǔ)句等待多個(gè)通道操作。它會(huì)阻塞，直到其其中一個(gè)情況可以運(yùn)行并執(zhí)行該情況。
如果網(wǎng)絡(luò)調(diào)用完成之前超時(shí)到達(dá)，case <- ctx.Done() 將會(huì)執(zhí)行，處理程序?qū)⒎祷匾粋€(gè)錯(cuò)誤。
當(dāng)處理程序返回時(shí)，不再有任何接收者等待接收數(shù)據(jù)。forgottenSender將被阻塞，等待有人接收數(shù)據(jù)，但這永遠(yuǎn)不會(huì)發(fā)生！
這就是Goroutine泄露的地方。
錯(cuò)誤檢查后的接收者位置
這是另一個(gè)典型的情況。
func forgottenSender(ch chan int) {
data := networkCall()
ch <- data
}
func handler() error {
ch := make(chan int)
go forgottenSender(ch)
err := continueToValidateOtherData()
if err != nil {
return errors.New("Data is invalid! Returning.")
}
data := <- ch
return nil
}在上面的例子中，我們定義了一個(gè)處理程序并生成一個(gè)新的Goroutine來(lái)異步進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)調(diào)用。
在等待調(diào)用返回的過(guò)程中，我們繼續(xù)其他的驗(yàn)證邏輯。
如你所見(jiàn)，當(dāng)continueToValidateOtherData返回一個(gè)錯(cuò)誤導(dǎo)致處理程序返回時(shí)，泄露就發(fā)生了。
沒(méi)有人等待接收數(shù)據(jù)，forgottenSender將永遠(yuǎn)被阻塞！
解決方案：忘記的發(fā)送者
使用一個(gè)緩沖通道。
如果你回想一下，忘記的發(fā)送者發(fā)生是因?yàn)榱硪欢藳](méi)有接收者。阻塞問(wèn)題的罪魁禍?zhǔn)资且粋€(gè)無(wú)緩沖的通道！
一個(gè)無(wú)緩沖的通道是在消息發(fā)出時(shí)立即需要一個(gè)接收者的，否則發(fā)送者會(huì)被阻塞。它是在沒(méi)有為通道分配容量的情況下聲明的。
func forgottenSender(ch chan int) {
data := 3
// This will NOT block
ch <- data
}
func handler() {
// Declare a BUFFERED channel
ch := make(chan int, 1)
go forgottenSender(ch)
return
}通過(guò)為通道添加特定的容量，在這種情況下為1，我們可以減少所有提到的問(wèn)題。
發(fā)送者可以在不需要接收者的情況下將數(shù)據(jù)注入通道。
被遺棄的接收者
正如其名字所暗示的，被遺棄的接收者是完全相反的情況。
當(dāng)一個(gè)接收者被阻塞，因?yàn)榱硪贿厸](méi)有發(fā)送者發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，它就會(huì)發(fā)生。
func abandonedReceiver(ch chan int) {
// This will be blocked
data := <- ch
fmt.Println(data)
}
func handler() {
ch := make(chan int)
go abandonedReceiver(ch)
return
}第3行一直被阻塞，因?yàn)闆](méi)有發(fā)送者發(fā)送數(shù)據(jù)。
讓我們?cè)俅瘟私鈨蓚€(gè)常見(jiàn)的場(chǎng)景，這些場(chǎng)景經(jīng)常被忽視。
發(fā)送者未關(guān)閉的通道
func abandonedWorker(ch chan string) {
for data := range ch {
processData(data)
}
fmt.Println("Worker is done, shutting down")
}
func handler(inputData []string) {
ch := make(chan string, len(inputData))
for _, data := range inputData {
ch <- data
}
go abandonedWorker(ch)
return
}在上面的例子中，處理程序接收一個(gè)字符串切片，創(chuàng)建一個(gè)通道并將數(shù)據(jù)插入到通道中。
處理程序然后通過(guò)Goroutine啟動(dòng)一個(gè)工作程序。工作程序預(yù)計(jì)會(huì)處理數(shù)據(jù)，并且一旦處理完通道中的所有數(shù)據(jù)，就會(huì)終止。
然而，即使消耗并處理了所有的數(shù)據(jù)，工作程序也永遠(yuǎn)不會(huì)到達(dá)“第6行”！
盡管通道是空的，但它沒(méi)有被關(guān)閉！工作程序繼續(xù)認(rèn)為未來(lái)可能會(huì)有傳入的數(shù)據(jù)。因此，它坐下來(lái)并永遠(yuǎn)等待。
這是Goroutine再次泄漏的地方。
在錯(cuò)誤檢查之后放置發(fā)送者
這與我們之前的一些示例非常相似。
func abandonedWorker(ch chan []int) {
data := <- ch
fmt.Println(data)
}
func handler() error {
ch := make(chan []int)
go abandonedWorker(ch)
records, err := getFromDB()
if err != nil {
return errors.New("Database error. Returning")
}
ch <- records
return nil
}在上面的例子中，處理程序首先啟動(dòng)一個(gè)Goroutine工作程序來(lái)處理和消費(fèi)一些數(shù)據(jù)。
然后，處理程序從數(shù)據(jù)庫(kù)中查詢記錄，然后將記錄注入通道供工作程序使用。
如果數(shù)據(jù)庫(kù)出現(xiàn)錯(cuò)誤，處理程序?qū)⒘⒓捶祷?。通道將不再有任何發(fā)送者傳入數(shù)據(jù)。
因此，工作程序被遺棄。
解決方案：被遺棄的接收者
在這兩種情況下，接收者都被留下，因?yàn)樗麄儭罢J(rèn)為”通道將有傳入的數(shù)據(jù)。因此，它們阻塞并永遠(yuǎn)等待。
解決方案是一個(gè)簡(jiǎn)單的單行代碼。
defer close(ch)當(dāng)你啟動(dòng)一個(gè)新的通道時(shí)，最好的做法是推遲關(guān)閉通道。
這確保在數(shù)據(jù)發(fā)送完成或函數(shù)退出時(shí)關(guān)閉通道。
接收者可以判斷一個(gè)通道是否已關(guān)閉，并相應(yīng)地終止。
func abandonedReceiver(ch chan int) {
// This will NOT be blocked FOREVER
data := <- ch
fmt.Println(data)
}
func handler() {
ch := make(chan int)
// Defer the CLOSING of channel
defer close(ch)
go abandonedReceiver(ch)
return
}結(jié)論
關(guān)于 Goroutine 泄漏就是這么多了！
盡管它不像其他 Goroutine 錯(cuò)誤那么強(qiáng)大，但這種泄漏仍然會(huì)大大耗盡應(yīng)用程序的內(nèi)存使用。
記住，擁有強(qiáng)大的力量也伴隨著巨大的責(zé)任。
保護(hù)我們的應(yīng)用程序免受錯(cuò)誤的責(zé)任在于你我——開(kāi)發(fā)人員！
