Go语言Goroutines 泄漏场景与防治解决分析
作者：小马别过河
场景
Go 有很多自动管理内存的功能。比如：
- 变量分配到堆内存还是栈内存，编译器会通过逃逸分析(escpage analysis)来判断；
- 堆内存的垃圾自动回收。
即便如此，如果编码不谨慎，我们还是有可能导致内存泄漏的，最常见的是 goroutine 泄漏，比如下面的函数:
func goroutinueLeak() {
ch := make(chan int)
go func(ch chan int) {
// 因为 ch 一直没有数据，所以这个协程会阻塞在这里。
val := <-ch
fmt.Println(val)
}(ch)
}
由于ch一直没有发送数据，所以我们开启的 goroutine 会一直阻塞。每次调用goroutinueLeak都会泄漏一个goroutine，从监控面板看到话，goroutinue 数量会逐步上升，直至服务 OOM。
Goroutine 泄漏常见原因
channel 发送端导致阻塞
使用 context 设置超时是常见的一个场景，试想一下，下面的函数什么情况下会 goroutine 泄漏 ？
func contextLeak() error {
ctx, cancel := context.WithTimeout(context.Background(), 1*time.Minute)
defer cancel()
ch := make(chan int)
//g1
go func() {
// 获取数据，比如网络请求，可能时间很久
val := RetriveData()
ch <- val
}()
select {
case <-ctx.Done():
return errors.New("timeout")
case val := <-ch:
fmt.Println(val)
}
return nil
}
RetriveData() 如果超时了，那么contextLeak() 会返回 error，本函数执行结束。而我们开启的协程g1，由于没有接受者，会阻塞在 ch<-val。
解决方法也能简单，比如可以给ch加上缓存。
channel 接收端导致阻塞
开篇给出的函数goroutinueLeak，就是因为channel的接收端收不到数据，导致阻塞。
这里举出另一个例子，下面的函数，是否有可能 goroutinue 泄漏？
func errorAssertionLeak() {
ch := make(chan int)
// g1
go func() {
val := <-ch
fmt.Println(val)
}()
// RetriveSomeData 表示获取数据，比如从网络上
val, err := RetriveSomeData()
if err != nil {
return
}
ch <- val
return nil
}
如果 RetriveSomeData() 返回的err 不为 nil，那么本函数中断，也就不会有数据发送给ch，这导致协程g1会一直阻塞。
如何预防
goroutine 泄漏往往需要服务运行一段时间后，才会被发觉。
我们可以通过监控 goroutine 数量来判断是否有 goroutine 泄漏；或者用 pprof（之前文章介绍过的） 来定位泄漏的 goroutine。但这些已经是亡羊补牢了。最理想的情况是，我们在开发的过程中，就能发现。
本文推荐的做法是，使用单元测试。以开篇的 goroutinueLeak 为例子，我们写个单测：
func TestLeak(t *testing.T) {
goroutinueLeak()
}
执行 go test，发现测试是通过的：
=== RUN TestLeak
--- PASS: TestLeak (0.00s)
PASS
ok example/leak 0.598s
这是是因为单测默认不会检测 goroutine 泄漏的。
我们可以在单测中，加入Uber 团队提供的 uber-go/goleak 包：
import (
"testing"
"go.uber.org/goleak"
)
func TestLeak(t *testing.T) {
// 加上这行代码，就会自动检测是否 goroutine 泄漏
defer goleak.VerifyNone(t)
goroutinueLeak()
}
这时候执行 go test，输出：
=== RUN TestLeak
/xxx/leak_test.go:12: found unexpected goroutines:
[Goroutine 21 in state chan receive, with example/leak.goroutinueLeak.func1 on top of the stack:
goroutine 21 [chan receive]:
example/leak.goroutinueLeak.func1(0x0)
/xxx/leak.go:9 +0x27
created by example/leak.goroutinueLeak
/xxx/leak.go:8 +0x7a
]
--- FAIL: TestLeak (0.46s)
FAIL
FAIL example/leak 0.784s
这时候单测会因为 goroutine 泄漏而不通过。
如果你觉得每个测试用例都要加上 defer goleak.VerifyNone(t) 太繁琐的话（特别是在已有的项目中加上），goleak 提供了在 TestMain 中使用的方法VerifyTestMain，上面的单测可以修改成：
func TestLeak(t *testing.T) {
goroutinueLeak()
}
func TestMain(m *testing.M) {
goleak.VerifyTestMain(m)
}
总结
虽然我的文章经常提及单测，但我本人不是单元测试的忠实粉丝。扎实的基础，充分的测试，负责任的态度也是非常重要的。
引用
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