Go语言死锁与goroutine泄露问题的解决

Go语言死锁与goroutine泄露问题的解决

什么时候会导致死锁

在计算机组成原理里说过 死锁有三个必要条件他们分别是 循环等待、资源共享、非抢占式,在并发中出现通道死锁只有两种情况:

  • 数据要发送,但是没有人接收
  • 数据要接收,但是没有人发送

发送单个值时的死锁

牢记这两点问题就很清晰了,复习下之前的例子,会死锁

a := make(chan int)
a <- 1   //将数据写入channel
z := <-a //从channel中读取数据
  • 有且只有一个协程时,无缓冲的通道
  • 先发送会阻塞在发送,先接收会阻塞在接收处。
  • 发送操作在接收者准备好之前是阻塞的,接收操作在发送之前是阻塞的,

解决办法就是改为缓冲通道,或者使用协程配对

解决方法一,协程配对,先发送还是先接收无所谓只要配对就好

chanInt := make(chan int)
go func() {
    chanInt <- 1
}()

res := <-chanInt

解决方法二,缓冲通道

chanInt := make(chan int,1)
chanInt <- 2
res := <-chanInt
  • 缓冲通道内部的消息数量用len()函数可以测试出来
  • 缓冲通道的容量可以用cap()测试出来
  • 在满足cap>len时候,因为没有满,发送不会阻塞
  • 在len>0时,因为不为空,所以接收不会阻塞

使用缓冲通道可以让生产者和消费者减少阻塞的可能性,对异步操作更友好,不用等待对方准备,但是容量不应设置过大,不然会占用较多内存。

多个值发送的死锁

配对可以让死锁消失,但发送多个值的时候又无法配对了,又会死锁

func multipleDeathLock() {
 chanInt := make(chan int)
 defer close(chanInt)
    go func() {
  res := <-chanInt
  fmt.Println(res)
 }()
 chanInt <- 1
 chanInt <- 1
}

不出所料死锁了

fatal error: all goroutines are asleep - deadlock!

goroutine 1 [chan send]:
main.multipleDeathLock()

在工作中只有通知信号是一对一的情况,通知一次以后就不再使用了,其他这种要求多次读写配对的情况根本不会存在。

解决多值发送死锁

更常见的是用循环来不断接收值,接受一个处理一个,如下:

func multipleLoop() {
 chanInt := make(chan int)
 defer close(chanInt)
 go func() {
  for {
   //不使用ok会goroutine泄漏
   //res := <-chanInt
   res,ok := <-chanInt
   if !ok {
                 break
            }
   fmt.Println(res)
  }
 }()
 chanInt <- 1
 chanInt <- 1
}

输出:

1
1

  • 给通道的接收加上二值,ok 代表通道是否正常,如果是关闭则为false值
  • 可以删掉那段逻辑试试,会输出1 2 0 0 0这样的数列,因为关闭是需要时间的,而循环接收关闭的通道拿到的是0
  • 关于goroutine泄漏稍后会讲到

应该先发送还是先接收

假如我们调换一下位置,把接收放外面,写入放里面会发生什么

func multipleDeathLock2() {
 chanInt := make(chan int)
 defer close(chanInt)
 go func() {
  chanInt <- 1
  chanInt <- 2
 }()
 for {
  res, ok := <-chanInt
  if !ok {
   break
  }
  fmt.Println(res)
 }
}

输出死锁
1
2
fatal error: all goroutines are asleep - deadlock!

goroutine 1 [chan receive]:
main.multipleDeathLock2()

  • 出现上面的结果是因为for循环一直在获取通道中的值,但是在读取完1 2后,通道中没有新的值传入,这样接收者就阻塞了。
  • 为什么先接收再发送可以,因为发送提前结束后会触发函数的defer自动关闭通道
  • 所以我们应该总是先接收后发送,并由发送端来关闭

goroutine 泄漏

goroutine 终止的场景有三个:

  • 当一个 goroutine 完成了它的工作
  • 由于发生了没有处理的错误
  • 有其他的协程告诉它终止

当三个条件都没有满足,goroutine 就会一直运行下去

func goroutineLeak() {
 chanInt := make(chan int)
 defer close(chanInt)
 go func() {
  for {
            res := <-chanInt
   //res,ok := <-chanInt
   //if !ok {
            //     break
            //}
   fmt.Println(res)
  }
 }()
 chanInt <- 1
 chanInt <- 1
}

上面的goroutineLeak()函数结束后触发defer close(chanInt)关闭了通道
但是匿名函数中goroutine并没有关闭,而是一直在循环取值,并且取到是的关闭后的通道值(这里是int的默认值 0)
goroutine会永远运行下去,如果以后再次使用又会出现新的泄漏!导致内存、cpu占用越来越多

输出,如果程序不停止就会一直输出0
1
1
0
0
0
...

假如不关闭且外部没有写入值,那接收处就会永远阻塞在那里,连输出都不会有

func goroutineLeakNoClosed() {
 chanInt := make(chan int)
 go func() {
  for {
            res := <-chanInt
   fmt.Println(res)
  }
 }()
}
  • 无任何输出的阻塞
  • 换成写入也是一样的
  • 如果是有缓冲的通道,换成已满的通道写没有读;或者换成向空的通道读没有写也是同样的情况
  • 除了阻塞,goroutine进入死循环也是泄露的原因

如何发现泄露

  • 使用 golang 自带的pprof监控工具,可以发现内存上涨情况,这个后续会讲
  • 还可以监控进程的内存使用情况,比如prometheus提供的process-exporter
  • 如果你有内存泄露/goroutine 泄露代码扫描的工具,欢迎留言,感恩!

小结

今天我们学习了一些细节,但是相当重要的知识点,也是未来面试高频问题哦!

  • 如果是信号通知,应该保证一一对应,不然会死锁
  • 除了信号通知外,通常我们使用循环处理通道,在工作中不断的处理数据
  • 应该总是先接收后发送,并由发送端来关闭,不然容易死锁或者泄露
  • 在接收处,应该对通道是否关闭做好判断,已关闭应该退出接收,不然会泄露
  • 小心 goroutine 泄漏,应该在通道关闭的时候及时检查通道并退出
  • 除了阻塞,goroutine进入死循环也是泄露的原因

本节源码地址  

到此这篇关于Go语言死锁与goroutine泄露问题谈论的文章就介绍到这了,更多相关Go语言死锁与goroutine泄露内容请搜索云海天教程以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持云海天教程!