[避坑指南] Golang 需要避免踩的 50 个坑

文章目录
  • 前言
  • 初级篇:1-34
    • 1. 左大括号 { 一般不能单独放一行
    • 2. 未使用的变量
    • 3. 未使用的 import
    • 4. 简短声明的变量只能在函数内部使用
    • 5. 使用简短声明来重复声明变量
    • 6. 不能使用简短声明来设置字段的值
    • 7. 不小心覆盖了变量
    • 8. 显式类型的变量无法使用 nil 来初始化
    • 9. 直接使用值为 nil 的 slice、map
    • 10. map 容量
    • 11. string 类型的变量值不能为 nil
    • 12. Array 类型的值作为函数参数
    • 13. range 遍历 slice 和 array 时混淆了返回值
    • 14. slice 和 array 其实是一维数据
    • 15. 访问 map 中不存在的 key
    • 16. string 类型的值是常量,不可更改
    • 17. string 与 byte slice 之间的转换
    • 18. string 与索引操作符
    • 19. 字符串并不都是 UTF8 文本
    • 20. 字符串的长度
    • 21. 在多行 array、slice、map 语句中缺少 , 号
    • 22. log.Fatal 和 log.Panic 不只是 log
    • 23. 对内建数据结构的操作并不是同步的
    • 24. range 迭代 string 得到的值
    • 25. range 迭代 map
    • 26. switch 中的 fallthrough 语句
    • 27. 自增和自减运算
    • 28. 按位取反
    • 29. 运算符的优先级
    • 30. 不导出的 struct 字段无法被 encode
    • 31. 程序退出时还有 goroutine 在执行
    • 32. 向无缓冲的 channel 发送数据,只要 receiver 准备好了就会立刻返回
    • 33. 向已关闭的 channel 发送数据会造成 panic
    • 34. 使用了值为 nil 的 channel
    • 34. 若函数 receiver 传参是传值方式,则无法修改参数的原有值
  • 中级篇:35-50
    • 35. 关闭 HTTP 的响应体
    • 36. 关闭 HTTP 连接
    • 37. 将 JSON 中的数字解码为 interface 类型
    • 38. struct、array、slice 和 map 的值比较
    • 39. 从 panic 中恢复
    • 40. 在 range 迭代 slice、array、map 时通过更新引用来更新元素
    • 41. slice 中隐藏的数据
    • 42. Slice 中数据的误用
    • 43. 旧 slice
    • 44. 类型声明与方法
    • 45. 跳出 for-switch 和 for-select 代码块
    • 46. for 语句中的迭代变量与闭包函数
    • 47. defer 函数的参数值
    • 48. defer 函数的执行时机
    • 49. 失败的类型断言
    • 50. 阻塞的 gorutinue 与资源泄露
  • 高级篇:51-57
    • 51. 使用指针作为方法的 receiver
    • 52. 更新 map 字段的值
    • 53. nil interface 和 nil interface 值
    • 54. 堆栈变量
    • 55. GOMAXPROCS、Concurrency(并发)and Parallelism(并行)
    • 56. 读写操作的重新排序
    • 57. 优先调度
  • 总结
  • 转载说明

[避坑指南] Golang 需要避免踩的 50 个坑

原文:50 Shades of Go: Traps, Gotchas, and Common Mistakes,翻译已获作者 kcqon 授权。

不久前发现在知乎这篇质量很高的文章,打算加上自己的理解翻译一遍。文章分为三部分:初级篇 1-34,中级篇 35-50,高级篇 51-57

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。

初级篇:1-34

1. 左大括号 { 一般不能单独放一行

在其他大多数语言中,{ 的位置你自行决定。Go 比较特别,遵守分号注入规则(automatic semicolon injection):编译器会在每行代码尾部特定分隔符后加 ; 来分隔多条语句,比如会在 ) 后加分号:

// 错误示例
func main()					
{
	println("hello world")
}

// 等效于
func main();	// 无函数体					
{
	println("hello world")
}

./main.go: missing function body ./main.go: syntax error: unexpected semicolon or newline before {

// 正确示例
func main() {
	println("hello world")
}

注意代码块等特殊情况:

// { 并不遵守分号注入规则,不会在其后边自动加分,此时可换行
func main() {
	{
		println("hello world")
	}
}     

参考:Golang中自动加分号的特殊分隔符

2. 未使用的变量

如果在函数体代码中有未使用的变量,则无法通过编译,不过全局变量声明但不使用是可以的。

即使变量声明后为变量赋值,依旧无法通过编译,需在某处使用它:

// 错误示例
var gvar int 	// 全局变量,声明不使用也可以

func main() {
	var one int 	// error: one declared and not used
	two := 2	// error: two declared and not used
	var three int	// error: three declared and not used
	three = 3		
}


// 正确示例
// 可以直接注释或移除未使用的变量
func main() {
	var one int
	_ = one
	
	two := 2
	println(two)
	
	var three int
	one = three

	var four int
	four = four
}

3. 未使用的 import

如果你 import 一个包,但包中的变量、函数、接口和结构体一个都没有用到的话,将编译失败。

可以使用 _ 下划线符号作为别名来忽略导入的包,从而避免编译错误,这只会执行 package 的 init()

// 错误示例
import (
	"fmt"	// imported and not used: "fmt"
	"log"	// imported and not used: "log"
	"time"	// imported and not used: "time"
)

func main() {
}


// 正确示例
// 可以使用 goimports 工具来注释或移除未使用到的包
import (
	_ "fmt"
	"log"
	"time"
)

func main() {
	_ = log.Println
	_ = time.Now
}

4. 简短声明的变量只能在函数内部使用

// 错误示例
myvar := 1	// syntax error: non-declaration statement outside function body
func main() {
}


// 正确示例
var  myvar = 1
func main() {
}

5. 使用简短声明来重复声明变量

不能用简短声明方式来单独为一个变量重复声明, := 左侧至少有一个新变量,才允许多变量的重复声明:

// 错误示例
func main() {  
    one := 0
    one := 1 // error: no new variables on left side of :=
}


// 正确示例
func main() {
	one := 0
	one, two := 1, 2	// two 是新变量,允许 one 的重复声明。比如 error 处理经常用同名变量 err
	one, two = two, one	// 交换两个变量值的简写
}

6. 不能使用简短声明来设置字段的值

struct 的变量字段不能使用 := 来赋值以使用预定义的变量来避免解决:

// 错误示例
type info struct {
	result int
}

func work() (int, error) {
	return 3, nil
}

func main() {
	var data info
	data.result, err := work()	// error: non-name data.result on left side of :=
	fmt.Printf("info: %+v\n", data)
}


// 正确示例
func main() {
	var data info
	var err error	// err 需要预声明

	data.result, err = work()
	if err != nil {
		fmt.Println(err)
		return
	}

	fmt.Printf("info: %+v\n", data)
}

7. 不小心覆盖了变量

对从动态语言转过来的开发者来说,简短声明很好用,这可能会让人误会 := 是一个赋值操作符。

如果你在新的代码块中像下边这样误用了 :=,编译不会报错,但是变量不会按你的预期工作:

func main() {
	x := 1
	println(x)		// 1
	{
		println(x)	// 1
		x := 2
		println(x)	// 2	// 新的 x 变量的作用域只在代码块内部
	}
	println(x)		// 1
}

这是 Go 开发者常犯的错,而且不易被发现。

可使用 vet 工具来诊断这种变量覆盖,Go 默认不做覆盖检查,添加 -shadow 选项来启用:

> go tool vet -shadow main.go
main.go:9: declaration of "x" shadows declaration at main.go:5

注意 vet 不会报告全部被覆盖的变量,可以使用 go-nyet 来做进一步的检测:

> $GOPATH/bin/go-nyet main.go
main.go:10:3:Shadowing variable `x`

8. 显式类型的变量无法使用 nil 来初始化

nil 是 interface、function、pointer、map、slice 和 channel 类型变量的默认初始值。但声明时不指定类型,编译器也无法推断出变量的具体类型。

// 错误示例
func main() {
    var x = nil	// error: use of untyped nil
	_ = x
}


// 正确示例
func main() {
	var x interface{} = nil
	_ = x
}

9. 直接使用值为 nil 的 slice、map

允许对值为 nil 的 slice 添加元素,但对值为 nil 的 map 添加元素则会造成运行时 panic

// map 错误示例
func main() {
    var m map[string]int
    m["one"] = 1		// error: panic: assignment to entry in nil map
    // m := make(map[string]int)// map 的正确声明,分配了实际的内存
}    


// slice 正确示例
func main() {
	var s []int
	s = append(s, 1)
}

10. map 容量

在创建 map 类型的变量时可以指定容量,但不能像 slice 一样使用 cap() 来检测分配空间的大小:

// 错误示例
func main() {
	m := make(map[string]int, 99)
	println(cap(m)) 	// error: invalid argument m1 (type map[string]int) for cap  
}

11. string 类型的变量值不能为 nil

对那些喜欢用 nil 初始化字符串的人来说,这就是坑:

// 错误示例
func main() {
	var s string = nil	// cannot use nil as type string in assignment
	if s == nil {	// invalid operation: s == nil (mismatched types string and nil)
		s = "default"
	}
}


// 正确示例
func main() {
	var s string	// 字符串类型的零值是空串 ""
	if s == "" {
		s = "default"
	}
}

12. Array 类型的值作为函数参数

在 C/C++ 中,数组(名)是指针。将数组作为参数传进函数时,相当于传递了数组内存地址的引用,在函数内部会改变该数组的值。

在 Go 中,数组是值。作为参数传进函数时,传递的是数组的原始值拷贝,此时在函数内部是无法更新该数组的:

// 数组使用值拷贝传参
func main() {
	x := [3]int{1,2,3}

	func(arr [3]int) {
		arr[0] = 7
		fmt.Println(arr)	// [7 2 3]
	}(x)
	fmt.Println(x)			// [1 2 3]	// 并不是你以为的 [7 2 3]
}

如果想修改参数数组:

  • 直接传递指向这个数组的指针类型:
// 传址会修改原数据
func main() {
	x := [3]int{1,2,3}

	func(arr *[3]int) {
		(*arr)[0] = 7	
		fmt.Println(arr)	// &[7 2 3]
	}(&x)
	fmt.Println(x)	// [7 2 3]
}
  • 直接使用 slice:即使函数内部得到的是 slice 的值拷贝,但依旧会更新 slice 的原始数据(底层 array)
// 会修改 slice 的底层 array,从而修改 slice
func main() {
	x := []int{1, 2, 3}
	func(arr []int) {
		arr[0] = 7
		fmt.Println(x)	// [7 2 3]
	}(x)
	fmt.Println(x)	// [7 2 3]
}

13. range 遍历 slice 和 array 时混淆了返回值

与其他编程语言中的 for-in 、foreach 遍历语句不同,Go 中的 range 在遍历时会生成 2 个值,第一个是元素索引,第二个是元素的值:

// 错误示例
func main() {
	x := []string{"a", "b", "c"}
	for v := range x {
		fmt.Println(v)	// 1 2 3
	}
}


// 正确示例
func main() {
	x := []string{"a", "b", "c"}
	for _, v := range x {	// 使用 _ 丢弃索引
		fmt.Println(v)
	}
}

14. slice 和 array 其实是一维数据

看起来 Go 支持多维的 array 和 slice,可以创建数组的数组、切片的切片,但其实并不是。

对依赖动态计算多维数组值的应用来说,就性能和复杂度而言,用 Go 实现的效果并不理想。

可以使用原始的一维数组、“独立“ 的切片、“共享底层数组”的切片来创建动态的多维数组。

  1. 使用原始的一维数组:要做好索引检查、溢出检测、以及当数组满时再添加值时要重新做内存分配。
  2. 使用“独立”的切片分两步:
  • 创建外部 slice
    • 对每个内部 slice 进行内存分配

      注意内部的 slice 相互独立,使得任一内部 slice 增缩都不会影响到其他的 slice

// 使用各自独立的 6 个 slice 来创建 [2][3] 的动态多维数组
func main() {
	x := 2
	y := 4
	
	table := make([][]int, x)
	for i  := range table {
		table[i] = make([]int, y)
	}
}
  1. 使用“共享底层数组”的切片
  • 创建一个存放原始数据的容器 slice
  • 创建其他的 slice
  • 切割原始 slice 来初始化其他的 slice
func main() {
	h, w := 2, 4
	raw := make([]int, h*w)

	for i := range raw {
		raw[i] = i
	}

	// 初始化原始 slice
	fmt.Println(raw, &raw[4])	// [0 1 2 3 4 5 6 7] 0xc420012120 
    
	table := make([][]int, h)
	for i := range table {
        
        // 等间距切割原始 slice,创建动态多维数组 table
        // 0: raw[0*4: 0*4 + 4]
        // 1: raw[1*4: 1*4 + 4]
		table[i] = raw[i*w : i*w + w]
	}

	fmt.Println(table, &table[1][0])	// [[0 1 2 3] [4 5 6 7]] 0xc420012120
}

更多关于多维数组的参考

go-how-is-two-dimensional-arrays-memory-representation

what-is-a-concise-way-to-create-a-2d-slice-in-go

15. 访问 map 中不存在的 key

和其他编程语言类似,如果访问了 map 中不存在的 key 则希望能返回 nil,比如在 PHP 中:

> php -r '$v = ["x"=>1, "y"=>2]; @var_dump($v["z"]);'
NULL

Go 则会返回元素对应数据类型的零值,比如 nil'' 、false 和 0,取值操作总有值返回,故不能通过取出来的值来判断 key 是不是在 map 中。

检查 key 是否存在可以用 map 直接访问,检查返回的第二个参数即可:

// 错误的 key 检测方式
func main() {
	x := map[string]string{"one": "2", "two": "", "three": "3"}
	if v := x["two"]; v == "" {
		fmt.Println("key two is no entry")	// 键 two 存不存在都会返回的空字符串
	}
}

// 正确示例
func main() {
	x := map[string]string{"one": "2", "two": "", "three": "3"}
	if _, ok := x["two"]; !ok {
		fmt.Println("key two is no entry")
	}
}

16. string 类型的值是常量,不可更改

尝试使用索引遍历字符串,来更新字符串中的个别字符,是不允许的。

string 类型的值是只读的二进制 byte slice,如果真要修改字符串中的字符,将 string 转为 []byte 修改后,再转为 string 即可:

// 修改字符串的错误示例
func main() {
	x := "text"
	x[0] = "T"		// error: cannot assign to x[0]
	fmt.Println(x)
}


// 修改示例
func main() {
	x := "text"
	xBytes := []byte(x)
	xBytes[0] = 'T'	// 注意此时的 T 是 rune 类型
	x = string(xBytes)
	fmt.Println(x)	// Text
}

注意: 上边的示例并不是更新字符串的正确姿势,因为一个 UTF8 编码的字符可能会占多个字节,比如汉字就需要 3~4 个字节来存储,此时更新其中的一个字节是错误的。

更新字串的正确姿势:将 string 转为 rune slice(此时 1 个 rune 可能占多个 byte),直接更新 rune 中的字符

func main() {
	x := "text"
	xRunes := []rune(x)
	xRunes[0] = ''
	x = string(xRunes)
	fmt.Println(x)	// 我ext
}

17. string 与 byte slice 之间的转换

当进行 string 和 byte slice 相互转换时,参与转换的是拷贝的原始值。这种转换的过程,与其他编程语的强制类型转换操作不同,也和新 slice 与旧 slice 共享底层数组不同。

Go 在 string 与 byte slice 相互转换上优化了两点,避免了额外的内存分配:

  • 在 map[string] 中查找 key 时,使用了对应的 []byte,避免做 m[string(key)] 的内存分配
  • 使用 for range 迭代 string 转换为 []byte 的迭代:for i,v := range []byte(str) {...}

雾:参考原文

18. string 与索引操作符

对字符串用索引访问返回的不是字符,而是一个 byte 值。

这种处理方式和其他语言一样,比如 PHP 中:

> php -r '$name="中文"; var_dump($name);'	# "中文" 占用 6 个字节
string(6) "中文"

> php -r '$name="中文"; var_dump($name[0]);' # 把第一个字节当做 Unicode 字符读取,显示 U+FFFD
string(1) ""	

> php -r '$name="中文"; var_dump($name[0].$name[1].$name[2]);'
string(3) ""
func main() {
	x := "ascii"
	fmt.Println(x[0])		// 97
	fmt.Printf("%T\n", x[0])// uint8
}

如果需要使用 for range 迭代访问字符串中的字符(unicode code point / rune),标准库中有 "unicode/utf8" 包来做 UTF8 的相关解码编码。另外 utf8string 也有像 func (s *String) At(i int) rune 等很方便的库函数。

19. 字符串并不都是 UTF8 文本

string 的值不必是 UTF8 文本,可以包含任意的值。只有字符串是文字字面值时才是 UTF8 文本,字串可以通过转义来包含其他数据。

判断字符串是否是 UTF8 文本,可使用 “unicode/utf8” 包中的 ValidString() 函数:

func main() {
	str1 := "ABC"
	fmt.Println(utf8.ValidString(str1))	// true

	str2 := "A\xfeC"
	fmt.Println(utf8.ValidString(str2))	// false

	str3 := "A\\xfeC"
	fmt.Println(utf8.ValidString(str3))	// true	// 把转义字符转义成字面值
}

20. 字符串的长度

在 Python 中:

data = u''  
print(len(data)) # 1

然而在 Go 中:

func main() {
	char := ""
	fmt.Println(len(char))	// 3
}

Go 的内建函数 len() 返回的是字符串的 byte 数量,而不是像 Python 中那样是计算 Unicode 字符数。

如果要得到字符串的字符数,可使用 “unicode/utf8” 包中的 RuneCountInString(str string) (n int)

func main() {
	char := ""
	fmt.Println(utf8.RuneCountInString(char))	// 1
}

注意: RuneCountInString 并不总是返回我们看到的字符数,因为有的字符会占用 2 个 rune:

func main() {
	char := "é"
	fmt.Println(len(char))	// 3
	fmt.Println(utf8.RuneCountInString(char))	// 2
	fmt.Println("cafe\u0301")	// café	// 法文的 cafe,实际上是两个 rune 的组合
}

参考:normalization

21. 在多行 array、slice、map 语句中缺少 , 号

func main() {
	x := []int {
		1,
		2	// syntax error: unexpected newline, expecting comma or }
	}
	y := []int{1,2,}	
	z := []int{1,2}	
	// ...
}

声明语句中 } 折叠到单行后,尾部的 , 不是必需的。

22. log.Fatal 和 log.Panic 不只是 log

log 标准库提供了不同的日志记录等级,与其他语言的日志库不同,Go 的 log 包在调用 Fatal*()Panic*() 时能做更多日志外的事,如中断程序的执行等:

func main() {
	log.Fatal("Fatal level log: log entry")		// 输出信息后,程序终止执行
	log.Println("Nomal level log: log entry")
}

23. 对内建数据结构的操作并不是同步的

尽管 Go 本身有大量的特性来支持并发,但并不保证并发的数据安全,用户需自己保证变量等数据以原子操作更新。

goroutine 和 channel 是进行原子操作的好方法,或使用 “sync” 包中的锁。

24. range 迭代 string 得到的值

range 得到的索引是字符值(Unicode point / rune)第一个字节的位置,与其他编程语言不同,这个索引并不直接是字符在字符串中的位置。

注意一个字符可能占多个 rune,比如法文单词 café 中的 é。操作特殊字符可使用norm 包。

for range 迭代会尝试将 string 翻译为 UTF8 文本,对任何无效的码点都直接使用 0XFFFD rune(�)UNicode 替代字符来表示。如果 string 中有任何非 UTF8 的数据,应将 string 保存为 byte slice 再进行操作。

func main() {
	data := "A\xfe\x02\xff\x04"
	for _, v := range data {
		fmt.Printf("%#x ", v)	// 0x41 0xfffd 0x2 0xfffd 0x4	// 错误
	}

	for _, v := range []byte(data) {
		fmt.Printf("%#x ", v)	// 0x41 0xfe 0x2 0xff 0x4	// 正确
	}
}

25. range 迭代 map

如果你希望以特定的顺序(如按 key 排序)来迭代 map,要注意每次迭代都可能产生不一样的结果。

Go 的运行时是有意打乱迭代顺序的,所以你得到的迭代结果可能不一致。但也并不总会打乱,得到连续相同的 5 个迭代结果也是可能的,如:

func main() {
	m := map[string]int{"one": 1, "two": 2, "three": 3, "four": 4}
	for k, v := range m {
		fmt.Println(k, v)
	}
}

如果你去 Go Playground 重复运行上边的代码,输出是不会变的,只有你更新代码它才会重新编译。重新编译后迭代顺序是被打乱的:

26. switch 中的 fallthrough 语句

switch 语句中的 case 代码块会默认带上 break,但可以使用 fallthrough 来强制执行下一个 case 代码块。

func main() {
	isSpace := func(char byte) bool {
		switch char {
		case ' ':	// 空格符会直接 break,返回 false // 和其他语言不一样
		// fallthrough	// 返回 true
		case '\t':
			return true
		}
		return false
	}
	fmt.Println(isSpace('\t'))	// true
	fmt.Println(isSpace(' '))	// false
}

不过你可以在 case 代码块末尾使用 fallthrough,强制执行下一个 case 代码块。

也可以改写 case 为多条件判断:

func main() {
	isSpace := func(char byte) bool {
		switch char {
		case ' ', '\t':
			return true
		}
		return false
	}
	fmt.Println(isSpace('\t'))	// true
	fmt.Println(isSpace(' '))	// true
}

27. 自增和自减运算

很多编程语言都自带前置后置的 ++-- 运算。但 Go 特立独行,去掉了前置操作,同时 ++ 只作为运算符而非表达式。

// 错误示例
func main() {
	data := []int{1, 2, 3}
	i := 0
	++i			// syntax error: unexpected ++, expecting }
	fmt.Println(data[i++])	// syntax error: unexpected ++, expecting :
}


// 正确示例
func main() {
	data := []int{1, 2, 3}
	i := 0
	i++
	fmt.Println(data[i])	// 2
}

28. 按位取反

很多编程语言使用 ~ 作为一元按位取反(NOT)操作符,Go 重用 ^ XOR 操作符来按位取反:

// 错误的取反操作
func main() {
	fmt.Println(~2)		// bitwise complement operator is ^
}


// 正确示例
func main() {
	var d uint8 = 2
	fmt.Printf("%08b\n", d)		// 00000010
	fmt.Printf("%08b\n", ^d)	// 11111101
}

同时 ^ 也是按位异或(XOR)操作符。

一个操作符能重用两次,是因为一元的 NOT 操作 NOT 0x02,与二元的 XOR 操作 0x22 XOR 0xff 是一致的。

Go 也有特殊的操作符 AND NOT &^ 操作符,不同位才取1。

func main() {
	var a uint8 = 0x82
	var b uint8 = 0x02
	fmt.Printf("%08b [A]\n", a)
	fmt.Printf("%08b [B]\n", b)

	fmt.Printf("%08b (NOT B)\n", ^b)
	fmt.Printf("%08b ^ %08b = %08b [B XOR 0xff]\n", b, 0xff, b^0xff)

	fmt.Printf("%08b ^ %08b = %08b [A XOR B]\n", a, b, a^b)
	fmt.Printf("%08b & %08b = %08b [A AND B]\n", a, b, a&b)
	fmt.Printf("%08b &^%08b = %08b [A 'AND NOT' B]\n", a, b, a&^b)
	fmt.Printf("%08b&(^%08b)= %08b [A AND (NOT B)]\n", a, b, a&(^b))
}
10000010 [A]
00000010 [B]
11111101 (NOT B)
00000010 ^ 11111111 = 11111101 [B XOR 0xff]
10000010 ^ 00000010 = 10000000 [A XOR B]
10000010 & 00000010 = 00000010 [A AND B]
10000010 &^00000010 = 10000000 [A 'AND NOT' B]
10000010&(^00000010)= 10000000 [A AND (NOT B)]

29. 运算符的优先级

除了位清除(bit clear)操作符,Go 也有很多和其他语言一样的位操作符,但优先级另当别论。

func main() {
	fmt.Printf("0x2 & 0x2 + 0x4 -> %#x\n", 0x2&0x2+0x4)	// & 优先 +
	//prints: 0x2 & 0x2 + 0x4 -> 0x6
	//Go:    (0x2 & 0x2) + 0x4
	//C++:    0x2 & (0x2 + 0x4) -> 0x2

	fmt.Printf("0x2 + 0x2 << 0x1 -> %#x\n", 0x2+0x2<<0x1)	// << 优先 +
	//prints: 0x2 + 0x2 << 0x1 -> 0x6
	//Go:     0x2 + (0x2 << 0x1)
	//C++:   (0x2 + 0x2) << 0x1 -> 0x8

	fmt.Printf("0xf | 0x2 ^ 0x2 -> %#x\n", 0xf|0x2^0x2)	// | 优先 ^
	//prints: 0xf | 0x2 ^ 0x2 -> 0xd
	//Go:    (0xf | 0x2) ^ 0x2
	//C++:    0xf | (0x2 ^ 0x2) -> 0xf
}

优先级列表:

Precedence    Operator
    5             *  /  %  <<  >>  &  &^
    4             +  -  |  ^
    3             ==  !=  <  <=  >  >=
    2             &&
    1             ||

30. 不导出的 struct 字段无法被 encode

以小写字母开头的字段成员是无法被外部直接访问的,所以 struct 在进行 json、xml、gob 等格式的 encode 操作时,这些私有字段会被忽略,导出时得到零值:

func main() {
	in := MyData{1, "two"}
	fmt.Printf("%#v\n", in)	// main.MyData{One:1, two:"two"}

	encoded, _ := json.Marshal(in)
	fmt.Println(string(encoded))	// {"One":1}	// 私有字段 two 被忽略了

	var out MyData
	json.Unmarshal(encoded, &out)
	fmt.Printf("%#v\n", out) 	// main.MyData{One:1, two:""}
}

31. 程序退出时还有 goroutine 在执行

程序默认不等所有 goroutine 都执行完才退出,这点需要特别注意:

// 主程序会直接退出
func main() {
	workerCount := 2
	for i := 0; i < workerCount; i++ {
		go doIt(i)
	}
	time.Sleep(1 * time.Second)
	fmt.Println("all done!")
}

func doIt(workerID int) {
	fmt.Printf("[%v] is running\n", workerID)
	time.Sleep(3 * time.Second)		// 模拟 goroutine 正在执行 
	fmt.Printf("[%v] is done\n", workerID)
}

如下,main() 主程序不等两个 goroutine 执行完就直接退出了:

常用解决办法:使用 “WaitGroup” 变量,它会让主程序等待所有 goroutine 执行完毕再退出。

如果你的 goroutine 要做消息的循环处理等耗时操作,可以向它们发送一条 kill 消息来关闭它们。或直接关闭一个它们都等待接收数据的 channel:

// 等待所有 goroutine 执行完毕
// 进入死锁
func main() {
	var wg sync.WaitGroup
	done := make(chan struct{})

	workerCount := 2
	for i := 0; i < workerCount; i++ {
		wg.Add(1)
		go doIt(i, done, wg)
	}

	close(done)
	wg.Wait()
	fmt.Println("all done!")
}

func doIt(workerID int, done <-chan struct{}, wg sync.WaitGroup) {
	fmt.Printf("[%v] is running\n", workerID)
	defer wg.Done()
	<-done
	fmt.Printf("[%v] is done\n", workerID)
}

执行结果:

看起来好像 goroutine 都执行完了,然而报错:

fatal error: all goroutines are asleep – deadlock!

为什么会发生死锁?goroutine 在退出前调用了 wg.Done() ,程序应该正常退出的。

原因是 goroutine 得到的 “WaitGroup” 变量是 var wg WaitGroup 的一份拷贝值,即 doIt() 传参只传值。所以哪怕在每个 goroutine 中都调用了 wg.Done(), 主程序中的 wg 变量并不会受到影响。

// 等待所有 goroutine 执行完毕
// 使用传址方式为 WaitGroup 变量传参
// 使用 channel 关闭 goroutine

func main() {
	var wg sync.WaitGroup
	done := make(chan struct{})
	ch := make(chan interface{})

	workerCount := 2
	for i := 0; i < workerCount; i++ {
		wg.Add(1)
        go doIt(i, ch, done, &wg)	// wg 传指针,doIt() 内部会改变 wg 的值
	}

	for i := 0; i < workerCount; i++ {	// 向 ch 中发送数据,关闭 goroutine
		ch <- i
	}

	close(done)
	wg.Wait()
	close(ch)
	fmt.Println("all done!")
}

func doIt(workerID int, ch <-chan interface{}, done <-chan struct{}, wg *sync.WaitGroup) {
	fmt.Printf("[%v] is running\n", workerID)
	defer wg.Done()
	for {
		select {
		case m := <-ch:
			fmt.Printf("[%v] m => %v\n", workerID, m)
		case <-done:
			fmt.Printf("[%v] is done\n", workerID)
			return
		}
	}
}

运行效果:

32. 向无缓冲的 channel 发送数据,只要 receiver 准备好了就会立刻返回

只有在数据被 receiver 处理时,sender 才会阻塞。因运行环境而异,在 sender 发送完数据后,receiver 的 goroutine 可能没有足够的时间处理下一个数据。如:

func main() {
	ch := make(chan string)

	go func() {
		for m := range ch {
			fmt.Println("Processed:", m)
			time.Sleep(1 * time.Second)	// 模拟需要长时间运行的操作
		}
	}()

	ch <- "cmd.1"
	ch <- "cmd.2" // 不会被接收处理
}

运行效果:

33. 向已关闭的 channel 发送数据会造成 panic

从已关闭的 channel 接收数据是安全的:

接收状态值 ok 是 false 时表明 channel 中已没有数据可以接收了。类似的,从有缓冲的 channel 中接收数据,缓存的数据获取完再没有数据可取时,状态值也是 false

向已关闭的 channel 中发送数据会造成 panic:

func main() {
	ch := make(chan int)
	for i := 0; i < 3; i++ {
		go func(idx int) {
			ch <- idx
		}(i)
	}

	fmt.Println(<-ch)		// 输出第一个发送的值
	close(ch)			// 不能关闭,还有其他的 sender
	time.Sleep(2 * time.Second)	// 模拟做其他的操作
}

运行结果:

针对上边有 bug 的这个例子,可使用一个废弃 channel done 来告诉剩余的 goroutine 无需再向 ch 发送数据。此时 <- done的结果是 {}

func main() {
	ch := make(chan int)
	done := make(chan struct{})

	for i := 0; i < 3; i++ {
		go func(idx int) {
			select {
			case ch <- (idx + 1) * 2:
				fmt.Println(idx, "Send result")
			case <-done:
				fmt.Println(idx, "Exiting")
			}
		}(i)
	}

	fmt.Println("Result: ", <-ch)
	close(done)
	time.Sleep(3 * time.Second)
}

运行效果:

34. 使用了值为 nil 的 channel

在一个值为 nil 的 channel 上发送和接收数据将永久阻塞:

func main() {
	var ch chan int // 未初始化,值为 nil
	for i := 0; i < 3; i++ {
		go func(i int) {
			ch <- i
		}(i)
	}

	fmt.Println("Result: ", <-ch)
	time.Sleep(2 * time.Second)
}

runtime 死锁错误:

fatal error: all goroutines are asleep – deadlock! goroutine 1 [chan receive (nil chan)]

利用这个死锁的特性,可以用在 select 中动态的打开和关闭 case 语句块:

func main() {
	inCh := make(chan int)
	outCh := make(chan int)

	go func() {
		var in <-chan int = inCh
		var out chan<- int
		var val int

		for {
			select {
			case out <- val:
				println("--------")
				out = nil
				in = inCh
			case val = <-in:
				println("++++++++++")
				out = outCh
				in = nil
			}
		}
	}()

	go func() {
		for r := range outCh {
			fmt.Println("Result: ", r)
		}
	}()

	time.Sleep(0)
	inCh <- 1
	inCh <- 2
	time.Sleep(3 * time.Second)
}

运行效果: 

34. 若函数 receiver 传参是传值方式,则无法修改参数的原有值

方法 receiver 的参数与一般函数的参数类似:如果声明为值,那方法体得到的是一份参数的值拷贝,此时对参数的任何修改都不会对原有值产生影响。

除非 receiver 参数是 map 或 slice 类型的变量,并且是以指针方式更新 map 中的字段、slice 中的元素的,才会更新原有值:

type data struct {
	num   int
	key   *string
	items map[string]bool
}

func (this *data) pointerFunc() {
	this.num = 7
}

func (this data) valueFunc() {
	this.num = 8
	*this.key = "valueFunc.key"
	this.items["valueFunc"] = true
}

func main() {
	key := "key1"

	d := data{1, &key, make(map[string]bool)}
	fmt.Printf("num=%v  key=%v  items=%v\n", d.num, *d.key, d.items)

	d.pointerFunc()	// 修改 num 的值为 7
	fmt.Printf("num=%v  key=%v  items=%v\n", d.num, *d.key, d.items)

	d.valueFunc()	// 修改 key 和 items 的值
	fmt.Printf("num=%v  key=%v  items=%v\n", d.num, *d.key, d.items)
}

运行结果:

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:

_, 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:

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:

总结

感谢原作者 kcqon 总结的这篇博客,让我受益匪浅。

由于译者水平有限,不免出现理解失误,望读者在下评论区指出,不胜感激。

后续再更新类似高质量文章的翻译 ?

 

转载说明

原文地址:传送门

作者:wuYin

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