Golang可能会踩的58个坑之高级篇

前言

Go 是一门简单有趣的编程语言,与其他语言一样,在使用时不免会遇到很多坑,不过它们大多不是 Go 本身的设计缺陷。如果你刚从其他语言转到 Go,那这篇文章里的坑多半会踩到。

如果花时间学习官方 doc、wiki、讨论邮件列表、 Rob Pike 的大量文章以及 Go 的源码,会发现这篇文章中的坑是很常见的,跳过这些坑,能减少大量调试代码的时间。

高级篇:52-58

52.使用指针作为方法的 receiver

只要值是可寻址的,就可以在值上直接调用指针方法。即是对一个方法,它的 receiver 是指针就足矣。

但不是所有值都是可寻址的,比如 map 类型的元素、通过 interface 引用的变量:

type data struct {
    name string
}

type printer interface {
    print()
}

func (p *data) print() {
    fmt.Println("name: ", p.name)
}

func main() {
    d1 := data{"one"}
    d1.print()    // d1 变量可寻址,可直接调用指针 receiver 的方法

    var in printer = data{"two"}
    in.print()    // 类型不匹配

    m := map[string]data{
        "x": data{"three"},
    }
    m["x"].print()    // m["x"] 是不可寻址的    // 变动频繁
}

cannot use data literal (type data) as type printer in assignment:
data does not implement printer (print method has pointer receiver)
cannot call pointer method on m[“x”] cannot take the address of m[“x”]

53.更新 map 字段的值

如果 map 一个字段的值是 struct 类型,则无法直接更新该 struct 的单个字段:

// 无法直接更新 struct 的字段值
type data struct {
    name string
}

func main() {
    m := map[string]data{
        "x": {"Tom"},
    }
    m["x"].name = "Jerry"
}

cannot assign to struct field m[“x”].name in map

因为 map 中的元素是不可寻址的。需区分开的是,slice 的元素可寻址:

type data struct {
    name string
}

func main() {
    s := []data{{"Tom"}}
    s[0].name = "Jerry"
    fmt.Println(s)    // [{Jerry}]
}

注意:不久前 gccgo 编译器可更新 map struct 元素的字段值,不过很快便修复了,官方认为是 Go1.3 的潜在特性,无需及时实现,依旧在 todo list 中。

更新 map 中 struct 元素的字段值,有 2 个方法:

  • 使用局部变量
// 提取整个 struct 到局部变量中,修改字段值后再整个赋值
type data struct {
    name string
}

func main() {
    m := map[string]data{
        "x": {"Tom"},
    }
    r := m["x"]
    r.name = "Jerry"
    m["x"] = r
    fmt.Println(m)    // map[x:{Jerry}]
}

使用指向元素的 map 指针

func main() {
    m := map[string]*data{
        "x": {"Tom"},
    }

    m["x"].name = "Jerry"    // 直接修改 m["x"] 中的字段
    fmt.Println(m["x"])    // &{Jerry}
}

但是要注意下边这种误用:

func main() {
    m := map[string]*data{
        "x": {"Tom"},
    }
    m["z"].name = "what???"     
    fmt.Println(m["x"])
}

panic: runtime error: invalid memory address or nil pointer dereference

54.nil interface 和 nil interface 值

虽然 interface 看起来像指针类型,但它不是。interface 类型的变量只有在类型和值均为 nil 时才为 nil

如果你的 interface 变量的值是跟随其他变量变化的(雾),与 nil 比较相等时小心:

func main() {
    var data *byte
    var in interface{}

    fmt.Println(data, data == nil)    //  true
    fmt.Println(in, in == nil)    //  true

    in = data
    fmt.Println(in, in == nil)    //  false    // data 值为 nil,但 in 值不为 nil
}

如果你的函数返回值类型是 interface,更要小心这个坑:

// 错误示例
func main() {
    doIt := func(arg int) interface{} {
        var result *struct{} = nil
        if arg > 0 {
            result = &struct{}{}
        }
        return result
    }

    if res := doIt(-1); res != nil {
        fmt.Println("Good result: ", res)    // Good result:  
        fmt.Printf("%T\n", res)            // *struct {}    // res 不是 nil,它的值为 nil
        fmt.Printf("%v\n", res)            // 
    }
}


// 正确示例
func main() {
    doIt := func(arg int) interface{} {
        var result *struct{} = nil
        if arg > 0 {
            result = &struct{}{}
        } else {
            return nil    // 明确指明返回 nil
        }
        return result
    }

    if res := doIt(-1); res != nil {
        fmt.Println("Good result: ", res)
    } else {
        fmt.Println("Bad result: ", res)    // Bad result:  
    }
}

55.堆栈变量

你并不总是清楚你的变量是分配到了堆还是栈。

在 C++ 中使用 new 创建的变量总是分配到堆内存上的,但在 Go 中即使使用 new()、make() 来创建变量,变量为内存分配位置依旧归 Go 编译器管。

Go 编译器会根据变量的大小及其 “escape analysis” 的结果来决定变量的存储位置,故能准确返回本地变量的地址,这在 C/C++ 中是不行的。

在 go build 或 go run 时,加入 -m 参数,能准确分析程序的变量分配位置:
Golang可能会踩的58个坑之高级篇_第1张图片

56.GOMAXPROCS、Concurrency(并发)and Parallelism(并行)

Go 1.4 及以下版本,程序只会使用 1 个执行上下文 / OS 线程,即任何时间都最多只有 1 个 goroutine 在执行。

Go 1.5 版本将可执行上下文的数量设置为 runtime.NumCPU() 返回的逻辑 CPU 核心数,这个数与系统实际总的 CPU 逻辑核心数是否一致,取决于你的 CPU 分配给程序的核心数,可以使用 GOMAXPROCS 环境变量或者动态的使用 runtime.GOMAXPROCS() 来调整。

误区:GOMAXPROCS 表示执行 goroutine 的 CPU 核心数,参考文档

GOMAXPROCS 的值是可以超过 CPU 的实际数量的,在 1.5 中最大为 256

func main() {
    fmt.Println(runtime.GOMAXPROCS(-1))    // 4
    fmt.Println(runtime.NumCPU())    // 4
    runtime.GOMAXPROCS(20)
    fmt.Println(runtime.GOMAXPROCS(-1))    // 20
    runtime.GOMAXPROCS(300)
    fmt.Println(runtime.GOMAXPROCS(-1))    // Go 1.9.2 // 300
}

57.读写操作的重新排序

Go 可能会重排一些操作的执行顺序,可以保证在一个 goroutine 中操作是顺序执行的,但不保证多 goroutine 的执行顺序:

var _ = runtime.GOMAXPROCS(3)

var a, b int

func u1() {
    a = 1
    b = 2
}

func u2() {
    a = 3
    b = 4
}

func p() {
    println(a)
    println(b)
}

func main() {
    go u1()    // 多个 goroutine 的执行顺序不定
    go u2()    
    go p()
    time.Sleep(1 * time.Second)
}

运行效果:

Golang可能会踩的58个坑之高级篇_第2张图片

如果你想保持多 goroutine 像代码中的那样顺序执行,可以使用 channel 或 sync 包中的锁机制等。

58.优先调度

你的程序可能出现一个 goroutine 在运行时阻止了其他 goroutine 的运行,比如程序中有一个不让调度器运行的 for 循环:

func main() {
    done := false

    go func() {
        done = true
    }()

    for !done {
    }

    println("done !")
}

for 的循环体不必为空,但如果代码不会触发调度器执行,将出现问题。

调度器会在 GC、Go 声明、阻塞 channel、阻塞系统调用和锁操作后再执行,也会在非内联函数调用时执行:

func main() {
    done := false

    go func() {
        done = true
    }()

    for !done {
        println("not done !")    // 并不内联执行
    }

    println("done !")
}

可以添加 -m 参数来分析 for 代码块中调用的内联函数:

Golang可能会踩的58个坑之高级篇_第3张图片

你也可以使用 runtime 包中的 Gosched() 来 手动启动调度器:

func main() {
    done := false

    go func() {
        done = true
    }()

    for !done {
        runtime.Gosched()
    }

    println("done !")
}

参考转自:http://devs.cloudimmunity.com/gotchas-and-common-mistakes-in-go-golang/index.html#string_byte_slice_conv

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