Go 語(yǔ)言編寫代碼的最大優(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!
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)你了解兩種常見的模式,這些模式很容易導(dǎo)致 Goroutine 泄漏:
讓我們深入研究!
遺忘的發(fā)送者發(fā)生在發(fā)送者被阻塞,因?yàn)闆]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。
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。
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,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。
沒有人等待接收數(shù)據(jù),forgottenSender將永遠(yuǎn)被阻塞!
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]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。
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]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]有發(fā)送者發(fā)送數(shù)據(jù)。
讓我們?cè)俅瘟私鈨蓚€(gè)常見的場(chǎng)景,這些場(chǎng)景經(jīng)常被忽視。
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。
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捶祷亍Mǖ缹⒉辉儆腥魏伟l(fā)送者傳入數(shù)據(jù)。
因此,工作程序被遺棄。
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}
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——開發(fā)人員!
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