golang中容易遇到的错误
前言
在循环中,有几种情况可能会导致混乱,需要弄清楚。
循环迭代器变量中使用引用
出于效率考虑,我们经常使用单个变量来循环迭代器。但在循环中,每次循环迭代中都会有不同的值,有时候会导致未知的行为。
in := []int{1, 2, 3}
var out []*int
for _, v := range in {
out = append(out, &v)
}
fmt.Println("Values:", *out[0], *out[1], *out[2])
fmt.Println("Addresses:", out[0], out[1], out[2])
输出
Values: 3 3 3
Addresses: 0xc000014188 0xc000014188 0xc000014188
在out这个slice中的元素都是3。
原因:在每次迭代中,v是单个变量(内存地址不变),所以每次迭代都采用新值将 v append 到 out切片中。
最简单的解决方法是将循环迭代器变量赋值到新变量中:
in := []int{1, 2, 3}
var out []*int
for _, v := range in {
v := v
out = append(out, &v)
}
fmt.Println("Values:", *out[0], *out[1], *out[2])
fmt.Println("Addresses:", out[0], out[1], out[2])
新的输出:
Values: 1 2 3
Addresses: 0xc0000b6010 0xc0000b6018 0xc0000b6020
在 goroutine 中使用循环迭代变量也会有相同的问题。
list := []int{1, 2, 3}
for _, v := range list {
go func() {
fmt.Printf("%d ", v)
}()
}
输出将是:
3 3 3
请注意,如果不使用 goroutine 运行该函数,则代码将按预期运行。
循环内使用 defer
defer 的执行时机是在函数返回前,所以一般不应该在循环内部使用defer
看一段代码:
var mutex sync.Mutex
type Person struct{
Age int
}
persons := make([]Person, 10)
for _, p := range persons {
func(){
mutex.Lock()
defer mutex.Unlock()
p.Age = 13
}()
}
在上面的示例中,如果使用 defer,则下一次迭代将无法获得互斥锁,因为该锁并没有释放,所以循环会永远阻塞。
通过委托给另外一个函数的方式,可以使defer提前执行。
var mutex sync.Mutex
type Person struct {
Age int
}
persons := make([]Persons, 10)
for _, p := range persons {
func(){
mutex.Lock()
defer mutex.Unlock()
p.Age = 13
}()
}
这种方式特别适合多线程处理数据,导致内存使用率过大,defer用于提前释放内存
优先考虑使用接口
接口可以使代码更灵活。这是在代码中引入多态的一种方法。接口允许你定义一组行为而不是特定类型。不使用接口可能不会导致任何错误,但是会导致代码简单性,灵活性和扩展性降低。
在 Go 接口中,io.Reader
和 io.Writer
可能是使用最多的。
type Reader interface {
Read(p []byte) (n int, err error)
}
type Writer interface {
Write(p []byte) (n int, err error)
}
这些接口非常强大,假设你要将对象写入文件,你可以定义了一个 Save 方法:
func (o *obj) Save(file os.File) error
如果第二天,你想写入 http.ResponseWriter
,显然不太适合再创建另外一个 Save 方法,这时应该用 io.Writer
:
func (o *obj) Save(w io.Writer) error
另外,你应该知道的重要注意事项是,始终关注行为。在上面的示例中,虽然 io.ReadWriteCloser
也可以使用,但你只需要 Write 方法。接口越大,抽象性越弱。在 Go 中,通常提倡小接口。
所以,我们应该优先考虑使用接口,而不是具体类型。
结构体字段顺序
这个问题不会导致程序错误,但是可能会占用更多内存。
看一个例子:
type BadOrderedPerson struct {
Veteran bool // 1 byte
Name string // 16 byte
Age int32 // 4 byte
}
type OrderedPerson struct {
Name string
Age int32
Veteran bool
}
看起来这两个类型都占用的空间都是 21字节,但是结果却不是这样。我们使用 GOARCH=amd64
编译代码,发现 BadOrderedPerson
类型占用 32 个字节,而 OrderedPerson
类型只占用 24 个字节。为什么?原因是数据结构对齐。在 64 位体系结构中,内存分配连续的 8 字节数据。需要添加的填充可以通过以下方式计算:
padding = (align - (offset mod align)) mod align
aligned = offset + padding
= offset + ((align - (offset mod align)) mod align)
type BadOrderedPerson struct {
Veteran bool // 1 byte
_ [7]byte // 7 byte: padding for alignment
Name string // 16 byte
Age int32 // 4 byte
_ struct{} // to prevent unkeyed literals
// zero sized values, like struct{} and [0]byte occurring at
// the end of a structure are assumed to have a size of one byte.
// so padding also will be addedd here as well.
}
type OrderedPerson struct {
Name string
Age int32
Veteran bool
_ struct{}
}
当你使用大型常用类型时,可能会导致性能问题。但是不用担心,你不必手动处理所有结构。这工具可以轻松的解决此类问题:https://pkg.go.dev/golang.org/x/tools/go/analysis/passes/fieldalignment
race 探测器
数据争用会导致莫名的故障,通常是在代码已部署到线上很久之后才出现。因此,它们是并发系统中最常见且最难调试的错误类型。
Go 1.1 引入了内置的数据争用检测器(race detector)。可以简单地添加 -race flag
来使用。
$ go test -race pkg # to test the package
$ go run -race pkg.go # to run the source file
$ go build -race # to build the package
$ go install -race pkg # to install the package
启用数据争用检测器后,编译器将记录在代码中何时以及如何访问内存,而 runtime
监控对共享变量的非同步访问。
找到数据竞争后,竞争检测器将打印一份报告,其中包含用于冲突访问的堆栈跟踪。这是一个例子:
WARNING: DATA RACE
Read by goroutine 185:
net.(*pollServer).AddFD()
src/net/fd_unix.go:89 +0x398
net.(*pollServer).WaitWrite()
src/net/fd_unix.go:247 +0x45
net.(*netFD).Write()
src/net/fd_unix.go:540 +0x4d4
net.(*conn).Write()
src/net/net.go:129 +0x101
net.func·060()
src/net/timeout_test.go:603 +0xaf
Previous write by goroutine 184:
net.setWriteDeadline()
src/net/sockopt_posix.go:135 +0xdf
net.setDeadline()
src/net/sockopt_posix.go:144 +0x9c
net.(*conn).SetDeadline()
src/net/net.go:161 +0xe3
net.func·061()
src/net/timeout_test.go:616 +0x3ed
Goroutine 185 (running) created at:
net.func·061()
src/net/timeout_test.go:609 +0x288
Goroutine 184 (running) created at:
net.TestProlongTimeout()
src/net/timeout_test.go:618 +0x298
testing.tRunner()
src/testing/testing.go:301 +0xe8