Golang可能会踩的58个坑之中级篇2

简介: Golang可能会踩的58个坑之中级篇

41.在 range 迭代 slice、array、map 时通过更新引用来更新元素

在 range 迭代中,得到的值其实是元素的一份值拷贝,更新拷贝并不会更改原来的元素,即是拷贝的地址并不是原有元素的地址:

func main() {
    data := []int{1, 2, 3}
    for _, v := range data {
        v *= 10        // data 中原有元素是不会被修改的
    }
    fmt.Println("data: ", data)    // data:  [1 2 3]
}


如果要修改原有元素的值,应该使用索引直接访问:

func main() {
    data := []int{1, 2, 3}
    for i, v := range data {
        data[i] = v * 10    
    }
    fmt.Println("data: ", data)    // data:  [10 20 30]
}

如果你的集合保存的是指向值的指针,需稍作修改。依旧需要使用索引访问元素,不过可以使用 range 出来的元素直接更新原有值:

func main() {
    data := []*struct{ num int }{{1}, {2}, {3},}
    for _, v := range data {
        v.num *= 10    // 直接使用指针更新
    }
    fmt.Println(data[0], data[1], data[2])    // &{10} &{20} &{30}
}

42.slice 中隐藏的数据

从 slice 中重新切出新 slice 时,新 slice 会引用原 slice 的底层数组。如果跳了这个坑,程序可能会分配大量的临时 slice 来指向原底层数组的部分数据,将导致难以预料的内存使用。


func get() []byte {
    raw := make([]byte, 10000)
    fmt.Println(len(raw), cap(raw), &raw[0])    // 10000 10000 0xc420080000
    return raw[:3]    // 重新分配容量为 10000 的 slice
}
func main() {
    data := get()
    fmt.Println(len(data), cap(data), &data[0])    // 3 10000 0xc420080000
}

可以通过拷贝临时 slice 的数据,而不是重新切片来解决:

func get() (res []byte) {
    raw := make([]byte, 10000)
    fmt.Println(len(raw), cap(raw), &raw[0])    // 10000 10000 0xc420080000
    res = make([]byte, 3)
    copy(res, raw[:3])
    return
}
func main() {
    data := get()
    fmt.Println(len(data), cap(data), &data[0])    // 3 3 0xc4200160b8
}

43.Slice 中数据的误用

举个简单例子,重写文件路径(存储在 slice 中)

分割路径来指向每个不同级的目录,修改第一个目录名再重组子目录名,创建新路径:


// 错误使用 slice 的拼接示例
func main() {
    path := []byte("AAAA/BBBBBBBBB")
    sepIndex := bytes.IndexByte(path, '/') // 4
    println(sepIndex)
    dir1 := path[:sepIndex]
    dir2 := path[sepIndex+1:]
    println("dir1: ", string(dir1))        // AAAA
    println("dir2: ", string(dir2))        // BBBBBBBBB
    dir1 = append(dir1, "suffix"...)
       println("current path: ", string(path))    // AAAAsuffixBBBB
    path = bytes.Join([][]byte{dir1, dir2}, []byte{'/'})
    println("dir1: ", string(dir1))        // AAAAsuffix
    println("dir2: ", string(dir2))        // uffixBBBB
    println("new path: ", string(path))    // AAAAsuffix/uffixBBBB    // 错误结果
}

拼接的结果不是正确的 AAAAsuffix/BBBBBBBBB,因为 dir1、 dir2 两个 slice 引用的数据都是 path 的底层数组,第 13 行修改 dir1 同时也修改了 path,也导致了 dir2 的修改


解决方法:


重新分配新的 slice 并拷贝你需要的数据

使用完整的 slice 表达式:input[low:high:max],容量便调整为 max - low

// 使用 full slice expression
func main() {
    path := []byte("AAAA/BBBBBBBBB")
    sepIndex := bytes.IndexByte(path, '/') // 4
    dir1 := path[:sepIndex:sepIndex]        // 此时 cap(dir1) 指定为4, 而不是先前的 16
    dir2 := path[sepIndex+1:]
    dir1 = append(dir1, "suffix"...)
    path = bytes.Join([][]byte{dir1, dir2}, []byte{'/'})
    println("dir1: ", string(dir1))        // AAAAsuffix
    println("dir2: ", string(dir2))        // BBBBBBBBB
    println("new path: ", string(path))    // AAAAsuffix/BBBBBBBBB
}

第 6 行中第三个参数是用来控制 dir1 的新容量,再往 dir1 中 append 超额元素时,将分配新的 buffer 来保存。而不是覆盖原来的 path 底层数组


44.旧 slice

当你从一个已存在的 slice 创建新 slice 时,二者的数据指向相同的底层数组。如果你的程序使用这个特性,那需要注意 “旧”(stale) slice 问题。


某些情况下,向一个 slice 中追加元素而它指向的底层数组容量不足时,将会重新分配一个新数组来存储数据。而其他 slice 还指向原来的旧底层数组。

// 超过容量将重新分配数组来拷贝值、重新存储
func main() {
    s1 := []int{1, 2, 3}
    fmt.Println(len(s1), cap(s1), s1)    // 3 3 [1 2 3 ]
    s2 := s1[1:]
    fmt.Println(len(s2), cap(s2), s2)    // 2 2 [2 3]
    for i := range s2 {
        s2[i] += 20
    }
    // 此时的 s1 与 s2 是指向同一个底层数组的
    fmt.Println(s1)        // [1 22 23]
    fmt.Println(s2)        // [22 23]
    s2 = append(s2, 4)    // 向容量为 2 的 s2 中再追加元素,此时将分配新数组来存
    for i := range s2 {
        s2[i] += 10
    }
    fmt.Println(s1)        // [1 22 23]    // 此时的 s1 不再更新,为旧数据
    fmt.Println(s2)        // [32 33 14]
}

45.类型声明与方法

从一个现有的非 interface 类型创建新类型时,并不会继承原有的方法:


// 定义 Mutex 的自定义类型
type myMutex sync.Mutex
func main() {
    var mtx myMutex
    mtx.Lock()
    mtx.UnLock()
}

mtx.Lock undefined (type myMutex has no field or method Lock)…

如果你需要使用原类型的方法,可将原类型以匿名字段的形式嵌到你定义的新 struct 中:

// 类型以字段形式直接嵌入
type myLocker struct {
    sync.Mutex
}
func main() {
    var locker myLocker
    locker.Lock()
    locker.Unlock()
}

interface 类型声明也保留它的方法集:

type myLocker sync.Locker
func main() {
    var locker myLocker
    locker.Lock()
    locker.Unlock()
}

46.跳出 for-switch 和 for-select 代码块

没有指定标签的 break 只会跳出 switch/select 语句,若不能使用 return 语句跳出的话,可为 break 跳出标签指定的代码块:

// break 配合 label 跳出指定代码块
func main() {
loop:
    for {
        switch {
        case true:
            fmt.Println("breaking out...")
            //break    // 死循环,一直打印 breaking out...
            break loop
        }
    }
    fmt.Println("out...")
}


goto 虽然也能跳转到指定位置,但依旧会再次进入 for-switch,死循环。


47.for 语句中的迭代变量与闭包函数

for 语句中的迭代变量在每次迭代中都会重用,即 for 中创建的闭包函数接收到的参数始终是同一个变量,在 goroutine 开始执行时都会得到同一个迭代值:


func main() {
    data := []string{"one", "two", "three"}
    for _, v := range data {
        go func() {
            fmt.Println(v)
        }()
    }
    time.Sleep(3 * time.Second)
    // 输出 three three three
}

最简单的解决方法:无需修改 goroutine 函数,在 for 内部使用局部变量保存迭代值,再传参:

func main() {
    data := []string{"one", "two", "three"}
    for _, v := range data {
        vCopy := v
        go func() {
            fmt.Println(vCopy)
        }()
    }
    time.Sleep(3 * time.Second)
    // 输出 one two three
}

另一个解决方法:直接将当前的迭代值以参数形式传递给匿名函数:

func main() {
    data := []string{"one", "two", "three"}
    for _, v := range data {
        go func(in string) {
            fmt.Println(in)
        }(v)
    }
    time.Sleep(3 * time.Second)
    // 输出 one two three
}

注意下边这个稍复杂的 3 个示例区别:

type field struct {
    name string
}
func (p *field) print() {
    fmt.Println(p.name)
}
// 错误示例
func main() {
    data := []field{{"one"}, {"two"}, {"three"}}
    for _, v := range data {
        go v.print()
    }
    time.Sleep(3 * time.Second)
    // 输出 three three three 
}
// 正确示例
func main() {
    data := []field{{"one"}, {"two"}, {"three"}}
    for _, v := range data {
        v := v
        go v.print()
    }
    time.Sleep(3 * time.Second)
    // 输出 one two three
}
// 正确示例
func main() {
    data := []*field{{"one"}, {"two"}, {"three"}}
    for _, v := range data {    // 此时迭代值 v 是三个元素值的地址,每次 v 指向的值不同
        go v.print()
    }
    time.Sleep(3 * time.Second)
    // 输出 one two three
}

48.defer 函数的参数值

对 defer 延迟执行的函数,它的参数会在声明时候就会求出具体值,而不是在执行时才求值:


// 在 defer 函数中参数会提前求值
func main() {
    var i = 1
    defer fmt.Println("result: ", func() int { return i * 2 }())
    i++
}
result: 2

49.defer 函数的执行时机

对 defer 延迟执行的函数,会在调用它的函数结束时执行,而不是在调用它的语句块结束时执行,注意区分开。

比如在一个长时间执行的函数里,内部 for 循环中使用 defer 来清理每次迭代产生的资源调用,就会出现问题:


// 命令行参数指定目录名
// 遍历读取目录下的文件
func main() {
    if len(os.Args) != 2 {
        os.Exit(1)
    }
    dir := os.Args[1]
    start, err := os.Stat(dir)
    if err != nil || !start.IsDir() {
        os.Exit(2)
    }
    var targets []string
    filepath.Walk(dir, func(fPath string, fInfo os.FileInfo, err error) error {
        if err != nil {
            return err
        }
        if !fInfo.Mode().IsRegular() {
            return nil
        }
        targets = append(targets, fPath)
        return nil
    })
    for _, target := range targets {
        f, err := os.Open(target)
        if err != nil {
            fmt.Println("bad target:", target, "error:", err)    //error:too many open files
            break
        }
        defer f.Close()    // 在每次 for 语句块结束时,不会关闭文件资源
        // 使用 f 资源
    }
}

先创建 10000 个文件:

#!/bin/bash
for n in {1..10000}; do
    echo content > "file${n}.txt"
done

运行效果:

14.png

解决办法:defer 延迟执行的函数写入匿名函数中:

// 目录遍历正常
func main() {
    // ...
    for _, target := range targets {
        func() {
            f, err := os.Open(target)
            if err != nil {
                fmt.Println("bad target:", target, "error:", err)
                return    // 在匿名函数内使用 return 代替 break 即可
            }
            defer f.Close()    // 匿名函数执行结束,调用关闭文件资源
            // 使用 f 资源
        }()
    }
}

当然你也可以去掉 defer,在文件资源使用完毕后,直接调用 f.Close() 来关闭。


50.失败的类型断言

在类型断言语句中,断言失败则会返回目标类型的“零值”,断言变量与原来变量混用可能出现异常情况:


// 错误示例
func main() {
    var data interface{} = "great"
    // data 混用
    if data, ok := data.(int); ok {
        fmt.Println("[is an int], data: ", data)
    } else {
        fmt.Println("[not an int], data: ", data)    // [isn't a int], data:  0
    }
}
// 正确示例
func main() {
    var data interface{} = "great"
    if res, ok := data.(int); ok {
        fmt.Println("[is an int], data: ", res)
    } else {
        fmt.Println("[not an int], data: ", data)    // [not an int], data:  great
    }
}

51.阻塞的 gorutinue 与资源泄露

在 2012 年 Google I/O 大会上,Rob Pike 的 Go Concurrency Patterns 演讲讨论 Go 的几种基本并发模式,如 完整代码 中从数据集中获取第一条数据的函数:


func First(query string, replicas []Search) Result {
    c := make(chan Result)
    replicaSearch := func(i int) { c <- replicas[i](query) }
    for i := range replicas {
        go replicaSearch(i)
    }
    return <-c
}

在搜索重复时依旧每次都起一个 goroutine 去处理,每个 goroutine 都把它的搜索结果发送到结果 channel 中,channel 中收到的第一条数据会直接返回。


返回完第一条数据后,其他 goroutine 的搜索结果怎么处理?他们自己的协程如何处理?


在 First() 中的结果 channel 是无缓冲的,这意味着只有第一个 goroutine 能返回,由于没有 receiver,其他的 goroutine 会在发送上一直阻塞。如果你大量调用,则可能造成资源泄露。


为避免泄露,你应该确保所有的 goroutine 都能正确退出,有 2 个解决方法:


使用带缓冲的 channel,确保能接收全部 goroutine 的返回结果:


func First(query string, replicas ...Search) Result {  
    c := make(chan Result,len(replicas))    
    searchReplica := func(i int) { c <- replicas[i](query) }
    for i := range replicas {
        go searchReplica(i)
    }
    return <-c
}
  • 使用 select 语句,配合能保存一个缓冲值的 channel default 语句: default 的缓冲 channel 保证了即使结果 channel 收不到数据,也不会阻塞 goroutine
func First(query string, replicas ...Search) Result {  
    c := make(chan Result,1)
    searchReplica := func(i int) { 
        select {
        case c <- replicas[i](query):
        default:
        }
    }
    for i := range replicas {
        go searchReplica(i)
    }
    return <-c
}
  • 使用特殊的废弃(cancellation) channel 来中断剩余 goroutine 的执行:
func First(query string, replicas ...Search) Result {  
    c := make(chan Result)
    done := make(chan struct{})
    defer close(done)
    searchReplica := func(i int) { 
        select {
        case c <- replicas[i](query):
        case <- done:
        }
    }
    for i := range replicas {
        go searchReplica(i)
    }
    return <-c
}

为了简化演示,没有提及演讲代码中存在的这些问题。不过对于初学者来说,可能会不加思考直接使用。

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