Golang 需要避免踩的 50 个坑（三）

最近准备写一些关于golang的技术博文，本文是之前在GitHub上看到的golang技术译文，感觉很有帮助，先给各位读者分享一下。

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，新手跳过这些坑，能减少大量调试代码的时间。

中级篇：35-50

35. 关闭 HTTP 的响应体

使用 HTTP 标准库发起请求、获取响应时，即使你不从响应中读取任何数据或响应为空，都需要手动关闭响应体。新手很容易忘记手动关闭，或者写在了错误的位置：

// 请求失败造成 panic
func main() {
	resp, err := http.Get("https://api.ipify.org?format=json")
	defer resp.Body.Close()	// resp 可能为 nil，不能读取 Body
	if err != nil {
		fmt.Println(err)
		return
	}

	body, err := ioutil.ReadAll(resp.Body)
    checkError(err)

	fmt.Println(string(body))
}

func checkError(err error) {
	if err != nil{
		log.Fatalln(err)
	}
}

上边的代码能正确发起请求，但是一旦请求失败，变量 resp 值为 nil，造成 panic：

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

应该先检查 HTTP 响应错误为 nil，再调用 resp.Body.Close() 来关闭响应体：

// 大多数情况正确的示例
func main() {
	resp, err := http.Get("https://api.ipify.org?format=json")
	checkError(err)
    
	defer resp.Body.Close()	// 绝大多数情况下的正确关闭方式
	body, err := ioutil.ReadAll(resp.Body)
	checkError(err)

	fmt.Println(string(body))
}

输出：

Get https://api.ipify.org?format=json: x509: certificate signed by unknown authority

绝大多数请求失败的情况下，resp 的值为 nil 且 err 为 non-nil。但如果你得到的是重定向错误，那它俩的值都是 non-nil，最后依旧可能发生内存泄露。2 个解决办法：

可以直接在处理 HTTP 响应错误的代码块中，直接关闭非 nil 的响应体。
手动调用 defer 来关闭响应体：

// 正确示例
func main() {
	resp, err := http.Get("http://www.baidu.com")
	
    // 关闭 resp.Body 的正确姿势
    if resp != nil {
		defer resp.Body.Close()
	}

	checkError(err)

	body, err := ioutil.ReadAll(resp.Body)
	checkError(err)

	fmt.Println(string(body))
}

resp.Body.Close() 早先版本的实现是读取响应体的数据之后丢弃，保证了 keep-alive 的 HTTP 连接能重用处理不止一个请求。但 Go 的最新版本将读取并丢弃数据的任务交给了用户，如果你不处理，HTTP 连接可能会直接关闭而非重用，参考在 Go 1.5 版本文档。

如果程序大量重用 HTTP 长连接，你可能要在处理响应的逻辑代码中加入：

1	_, err = io.Copy(ioutil.Discard, resp.Body) // 手动丢弃读取完毕的数据

如果你需要完整读取响应，上边的代码是需要写的。比如在解码 API 的 JSON 响应数据：

1	json.NewDecoder(resp.Body).Decode(&data)

36. 关闭 HTTP 连接

一些支持 HTTP1.1 或 HTTP1.0 配置了 connection: keep-alive 选项的服务器会保持一段时间的长连接。但标准库 “net/http” 的连接默认只在服务器主动要求关闭时才断开，所以你的程序可能会消耗完 socket 描述符。解决办法有 2 个，请求结束后：

直接设置请求变量的 Close 字段值为 true，每次请求结束后就会主动关闭连接。
设置 Header 请求头部选项 Connection: close，然后服务器返回的响应头部也会有这个选项，此时 HTTP 标准库会主动断开连接。

// 主动关闭连接
func main() {
	req, err := http.NewRequest("GET", "http://golang.org", nil)
	checkError(err)

	req.Close = true
	//req.Header.Add("Connection", "close")	// 等效的关闭方式

	resp, err := http.DefaultClient.Do(req)
	if resp != nil {
		defer resp.Body.Close()
	}
	checkError(err)

	body, err := ioutil.ReadAll(resp.Body)
	checkError(err)

	fmt.Println(string(body))
}

你可以创建一个自定义配置的 HTTP transport 客户端，用来取消 HTTP 全局的复用连接：

func main() {
	tr := http.Transport{DisableKeepAlives: true}
	client := http.Client{Transport: &tr}

	resp, err := client.Get("https://golang.google.cn/")
	if resp != nil {
		defer resp.Body.Close()
	}
	checkError(err)

	fmt.Println(resp.StatusCode)	// 200

	body, err := ioutil.ReadAll(resp.Body)
	checkError(err)

	fmt.Println(len(string(body)))
}

根据需求选择使用场景：

若你的程序要向同一服务器发大量请求，使用默认的保持长连接。

若你的程序要连接大量的服务器，且每台服务器只请求一两次，那收到请求后直接关闭连接。或增加最大文件打开数 fs.file-max 的值。

37. 将 JSON 中的数字解码为 interface 类型

在 encode/decode JSON 数据时，Go 默认会将数值当做 float64 处理，比如下边的代码会造成 panic：

func main() {
	var data = []byte(`{"status": 200}`)
	var result map[string]interface{}

	if err := json.Unmarshal(data, &result); err != nil {
		log.Fatalln(err)
	}

	fmt.Printf("%T\n", result["status"])	// float64
	var status = result["status"].(int)	// 类型断言错误
	fmt.Println("Status value: ", status)
}

panic: interface conversion: interface {} is float64, not int

如果你尝试 decode 的 JSON 字段是整型，你可以：

将 int 值转为 float 统一使用
将 decode 后需要的 float 值转为 int 使用

// 将 decode 的值转为 int 使用
func main() {
    var data = []byte(`{"status": 200}`)
    var result map[string]interface{}

    if err := json.Unmarshal(data, &result); err != nil {
        log.Fatalln(err)
    }

    var status = uint64(result["status"].(float64))
    fmt.Println("Status value: ", status)
}

使用 Decoder 类型来 decode JSON 数据，明确表示字段的值类型

// 指定字段类型
func main() {
	var data = []byte(`{"status": 200}`)
	var result map[string]interface{}
    
	var decoder = json.NewDecoder(bytes.NewReader(data))
	decoder.UseNumber()

	if err := decoder.Decode(&result); err != nil {
		log.Fatalln(err)
	}

	var status, _ = result["status"].(json.Number).Int64()
	fmt.Println("Status value: ", status)
}

 // 你可以使用 string 来存储数值数据，在 decode 时再决定按 int 还是 float 使用
 // 将数据转为 decode 为 string
 func main() {
 	var data = []byte({"status": 200})
  	var result map[string]interface{}
  	var decoder = json.NewDecoder(bytes.NewReader(data))
  	decoder.UseNumber()
  	if err := decoder.Decode(&result); err != nil {
  		log.Fatalln(err)
  	}
    var status uint64
  	err := json.Unmarshal([]byte(result["status"].(json.Number).String()), &status);
	checkError(err)
   	fmt.Println("Status value: ", status)
}

- 使用 struct 类型将你需要的数据映射为数值型

// struct 中指定字段类型
func main() {
  	var data = []byte(`{"status": 200}`)
  	var result struct {
  		Status uint64 `json:"status"`
  	}

  	err := json.NewDecoder(bytes.NewReader(data)).Decode(&result)
  	checkError(err)
	fmt.Printf("Result: %+v", result)
}

可以使用 struct 将数值类型映射为 json.RawMessage 原生数据类型

适用于如果 JSON 数据不着急 decode 或 JSON 某个字段的值类型不固定等情况：

// 状态名称可能是 int 也可能是 string，指定为 json.RawMessage 类型
func main() {
	records := [][]byte{
		[]byte(`{"status":200, "tag":"one"}`),
		[]byte(`{"status":"ok", "tag":"two"}`),
	}

	for idx, record := range records {
		var result struct {
			StatusCode uint64
			StatusName string
			Status     json.RawMessage `json:"status"`
			Tag        string          `json:"tag"`
		}

		err := json.NewDecoder(bytes.NewReader(record)).Decode(&result)
		checkError(err)

		var name string
		err = json.Unmarshal(result.Status, &name)
		if err == nil {
			result.StatusName = name
		}

		var code uint64
		err = json.Unmarshal(result.Status, &code)
		if err == nil {
			result.StatusCode = code
		}

		fmt.Printf("[%v] result => %+v\n", idx, result)
	}
}

38. struct、array、slice 和 map 的值比较

可以使用相等运算符 == 来比较结构体变量，前提是两个结构体的成员都是可比较的类型：

type data struct {
	num     int
	fp      float32
	complex complex64
	str     string
	char    rune
	yes     bool
	events  <-chan string
	handler interface{}
	ref     *byte
	raw     [10]byte
}

func main() {
	v1 := data{}
	v2 := data{}
	fmt.Println("v1 == v2: ", v1 == v2)	// true
}

如果两个结构体中有任意成员是不可比较的，将会造成编译错误。注意数组成员只有在数组元素可比较时候才可比较。

type data struct {
	num    int
	checks [10]func() bool		// 无法比较
	doIt   func() bool		// 无法比较
	m      map[string]string	// 无法比较
	bytes  []byte			// 无法比较
}

func main() {
	v1 := data{}
	v2 := data{}

	fmt.Println("v1 == v2: ", v1 == v2)
}

invalid operation: v1 == v2 (struct containing [10]func() bool cannot be compared)

Go 提供了一些库函数来比较那些无法使用 == 比较的变量，比如使用 “reflect” 包的 DeepEqual() ：

// 比较相等运算符无法比较的元素
func main() {
	v1 := data{}
	v2 := data{}
	fmt.Println("v1 == v2: ", reflect.DeepEqual(v1, v2))	// true

	m1 := map[string]string{"one": "a", "two": "b"}
	m2 := map[string]string{"two": "b", "one": "a"}
	fmt.Println("v1 == v2: ", reflect.DeepEqual(m1, m2))	// true

	s1 := []int{1, 2, 3}
	s2 := []int{1, 2, 3}
   	// 注意两个 slice 相等，值和顺序必须一致
	fmt.Println("v1 == v2: ", reflect.DeepEqual(s1, s2))	// true
}

这种比较方式可能比较慢，根据你的程序需求来使用。DeepEqual() 还有其他用法：

func main() {
	var b1 []byte = nil
	b2 := []byte{}
	fmt.Println("b1 == b2: ", reflect.DeepEqual(b1, b2))	// false
}

注意：

DeepEqual() 并不总适合于比较 slice

func main() {
	var str = "one"
	var in interface{} = "one"
	fmt.Println("str == in: ", reflect.DeepEqual(str, in))	// true

	v1 := []string{"one", "two"}
	v2 := []string{"two", "one"}
	fmt.Println("v1 == v2: ", reflect.DeepEqual(v1, v2))	// false

	data := map[string]interface{}{
		"code":  200,
		"value": []string{"one", "two"},
	}
	encoded, _ := json.Marshal(data)
	var decoded map[string]interface{}
	json.Unmarshal(encoded, &decoded)
	fmt.Println("data == decoded: ", reflect.DeepEqual(data, decoded))	// false
}

如果要大小写不敏感来比较 byte 或 string 中的英文文本，可以使用 “bytes” 或 “strings” 包的 ToUpper() 和 ToLower() 函数。比较其他语言的 byte 或 string，应使用 bytes.EqualFold() 和 strings.EqualFold()

如果 byte slice 中含有验证用户身份的数据（密文哈希、token 等），不应再使用 reflect.DeepEqual()、bytes.Equal()、 bytes.Compare()。这三个函数容易对程序造成 timing attacks，此时应使用 “crypto/subtle” 包中的 subtle.ConstantTimeCompare() 等函数

reflect.DeepEqual() 认为空 slice 与 nil slice 并不相等，但注意 byte.Equal() 会认为二者相等：

func main() {
	var b1 []byte = nil
	b2 := []byte{}

    // b1 与 b2 长度相等、有相同的字节序
    // nil 与 slice 在字节上是相同的
    fmt.Println("b1 == b2: ", bytes.Equal(b1, b2))	// true
}

39. 从 panic 中恢复

在一个 defer 延迟执行的函数中调用 recover() ，它便能捕捉 / 中断 panic

// 错误的 recover 调用示例
func main() {
	recover()	// 什么都不会捕捉
	panic("not good")	// 发生 panic，主程序退出
	recover()	// 不会被执行
	println("ok")
}

// 正确的 recover 调用示例
func main() {
	defer func() {
		fmt.Println("recovered: ", recover())
	}()
	panic("not good")
}

从上边可以看出，recover() 仅在 defer 执行的函数中调用才会生效。

// 错误的调用示例
func main() {
	defer func() {
		doRecover()
	}()
	panic("not good")
}

func doRecover() {
	fmt.Println("recobered: ", recover())
}

recobered: panic: not good

40. 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}
}

41. 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
}

42. 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

43. 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]
}

44. 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()
}

45. 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。

46. 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
}

47. 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

48. 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：

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。

49. 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
	}
}

50. 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
}

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

高级篇：51-57

51. 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”]

52. 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

53. 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)	// <nil> true
	fmt.Println(in, in == nil)	// <nil> true

	in = data
	fmt.Println(in, in == nil)	// <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:  <nil>
		fmt.Printf("%T\n", res)			// *struct {}	// res 不是 nil，它的值为 nil
		fmt.Printf("%v\n", res)			// <nil>
	}
}


// 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:  <nil>
	}
}

54. 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：

55. 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
}

56. 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：

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。

57. 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：

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 !")
}

运行效果：

系列文章

Golang 需要避免踩的 50 个坑

本文转载自https://github.com/wuYin/blog/blob/master/50-shades-of-golang-traps-gotchas-mistakes.md