Golang 需要避免踩的 50 个坑

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)
    }
}

3. 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] = '我'
    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) "中"

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：

image

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：

image

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：

image

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：

image

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：

image

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：

image

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：

image

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：

image

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：

image

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: <nil> 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：

image

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： image

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：

image

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：

image

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：

image

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