泄露情况分类
死循环
go协程单纯地陷入死循环中。
chanel 引起的泄露
发送不接收
向没有接收者的channel发送信息。
我们知道,发送者一般都会配有相应的接收者。理想情况下,我们希望接收者总能接收完所有发送的数据,这样就不会有任何问题。但现实是,一旦接收者发生异常退出,停止继续接收上游数据,发送者就会被阻塞。
package main import ( "fmt" "math/rand" "runtime" "time" ) func query() int { n := rand.Intn(100) time.Sleep(time.Duration(n) * time.Millisecond) return n } func queryAll() int { ch := make(chan int) go func() { ch <- query() }() go func() { ch <- query() }() go func() { ch <- query() }() return <-ch } func main() { for i := 0; i < 4; i++ { queryAll() fmt.Printf("#goroutines: %d", runtime.NumGoroutine()) } }
输出:
#goroutines: 3 #goroutines: 5 #goroutines: 7 #goroutines: 9
每次调用 queryAll 后,goroutine 的数目会发生增长。问题在于,在接收到第一个响应后,“较慢的” goroutine 将会发送到另一端没有接收者的 channel 中。
可能的解决方法是,如果提前知道后端服务器的数量,那么使用缓存 channel。否则,只要至少有一个 goroutine 仍在工作,我们就可以使用另一个 goroutine 来接收来自这个 channel 的数据。其他的解决方案可能是使用 context(example),利用 某些机制来取消其他请求。
接收不发送
从没有发送者的channel中接收信息。
发送不接收会导致发送者阻塞,反之,接收不发送也会导致接收者阻塞。直接看示例代码,如下:
package main func main() { defer func() { time.Sleep(time.Second) fmt.Println("the number of goroutines: ", runtime.NumGoroutine()) }() var ch chan struct{} go func() { ch <- struct{}{} }() }
运行结果显示:
the number of goroutines: 2
当然,我们正常不会遇到这么傻的情况发生,现实工作中的案例更多可能是发送已完成,但是发送者并没有关闭 channel,接收者自然也无法知道发送完毕,阻塞因此就发生了。
解决方案是什么?那当然就是,发送完成后一定要记得关闭 channel。
nil channel
向 nil channel 发送和接收数据都将会导致阻塞。这种情况可能在我们定义 channel 时忘记初始化的时候发生。
func main() { defer func() { time.Sleep(time.Second) fmt.Println("the number of goroutines: ", runtime.NumGoroutine()) }() var ch chan int go func() { <-ch // ch<- }() }
两种写法:<-ch 和 ch<- 1,分别表示接收与发送,都将会导致阻塞。如果想实现阻塞,通过 nil channel 和 done channel 结合实现阻止 main 函数的退出,这或许是可以一试的方法。
传统同步机制
传统同步机制主要指面向共享内存的同步机制,比如排它锁、共享锁等。这两种情况导致的泄露还是比较常见的。go 由于 defer 的存在,第二类情况,一般情况下还是比较容易避免的。
虽然,一般推荐 Go 并发数据的传递,但有些场景下,显然还是使用传统同步机制更合适。Go 中提供传统同步机制主要在 sync 和 atomic 两个包。接下来,我主要介绍的是锁和 WaitGroup 可能导致 goroutine 的泄露。
Mutex
和其他语言类似,Go 中存在两种锁,排它锁和共享锁,关于它们的使用就不作介绍了。我们以排它锁为例进行分析。
func main() { total := 0 defer func() { time.Sleep(time.Second) fmt.Println("total: ", total) fmt.Println("the number of goroutines: ", runtime.NumGoroutine()) }() var mutex sync.Mutex for i := 0; i < 2; i++ { go func() { mutex.Lock() total += 1 }() } }
执行结果如下:
total: 1 the number of goroutines: 2
这段代码通过启动两个 goroutine 对 total 进行加法操作,为防止出现数据竞争,对计算部分做了加锁保护,但并没有及时的解锁,导致 i = 1 的 goroutine 一直阻塞等待 i = 0 的 goroutine 释放锁。可以看到,退出时有 2 个 goroutine 存在,出现了泄露,total 的值为 1。
怎么解决?因为 Go 有 defer 的存在,这个问题还是非常容易解决的,只要记得在 Lock 的时候,记住 defer Unlock 即可。
示例如下:
mutex.Lock()
defer mutext.Unlock()
其他的锁与这里其实都是类似的。
WaitGroup
WaitGroup 和锁有所差别,它类似 Linux 中的信号量,可以实现一组 goroutine 操作的等待。使用的时候,如果设置了错误的任务数,也可能会导致阻塞,导致泄露发生。
一个例子,我们在开发一个后端接口时需要访问多个数据表,由于数据间没有依赖关系,我们可以并发访问,示例如下:
package main import ( "fmt" "runtime" "sync" "time" ) func handle() { var wg sync.WaitGroup wg.Add(4) go func() { fmt.Println("访问表1") wg.Done() }() go func() { fmt.Println("访问表2") wg.Done() }() go func() { fmt.Println("访问表3") wg.Done() }() wg.Wait() } func main() { defer func() { time.Sleep(time.Second) fmt.Println("the number of goroutines: ", runtime.NumGoroutine()) }() go handle() time.Sleep(time.Second) }
执行结果如下:
the number of goroutines: 2
出现了泄露。再看代码,它的开始部分定义了类型为 sync.WaitGroup 的变量 wg,设置并发任务数为 4,但是从例子中可以看出只有 3 个并发任务。故最后的 wg.Wait() 等待退出条件将永远无法满足,handle 将会一直阻塞。
怎么防止这类情况发生?
我个人的建议是,尽量不要一次设置全部任务数,即使数量非常明确的情况。因为在开始多个并发任务之间或许也可能出现被阻断的情况发生。最好是尽量在任务启动时通过 wg.Add(1) 的方式增加。
... wg.Add(1) go func() { fmt.Println("访问表1") wg.Done() }() wg.Add(1) go func() { fmt.Println("访问表2") wg.Done() }() wg.Add(1) go func() { fmt.Println("访问表3") wg.Done() }() ...
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