Go | Tony Bai - Part 199

一月 23, 2015

这两周来业余时间都在用Golang写代码，现在处于这样一个状态：除了脚本，就是Golang了。反正能用golang实现的，都用golang写。

Golang语言相对成熟了，但真正写起来，还是要注意一些“坑”的，下面是这周遇到的三个问题，这里分享出来，希望能对遇到同样问题的童鞋有所帮助。

一、误用定时器，狂占CPU

golang中有一个通过channel实现timeout或tick timer的非常idiomatic的方法，代码如下：

func worker(start chan bool) {
        for {
                timeout := time.After(30 * time.Second)
                 select {
                         // … do some stuff
                         case <- timeout:
                                 return
                 }
        }
}

func worker(start chan bool) {
        for {
                heartbeat := time.Tick(30 * time.Second)
                 select {
                         // … do some stuff
                         case <- heartbeat:
                                 return
                 }
        }
}

没错，就像上面这两个例子，如果你单独执行它们，你不会发现任何问题，但是当你将这样的代码放到一个7 * 24小时的Service中，并且timeout间隔或heartbeat间隔为更短时间，比如1s时，问题就出现了。

我的程序最初就是用上面的代码实现了一个timewheel，通过放置在一个单独goroutine中的定时器检测timewheel是否有到期的 timer。程序跑在后台运行的很好，直到有一天晚上我无意中执行了一下top，我发现这个service居然站用了40%多的CPU负荷。最初我怀疑是不是代码中有死循环，但仔细巡查一遍代码后，没有发现死循环的痕迹，算法逻辑也没问题。

于是重启了一下这个service，发现cpu占用降了下来。出去去了趟卫生间，回来继续用top观察，不好，这个service占用了1%的CPU，再过一会升到2%，观察一段时间后，发现这个service对cpu的占用率随着时间的推移而增加。gdb attach了相应的进程号，stack多是go runtime的调度。

再次回到代码，发现可能存在问题的只有这里的tick。我的tick间隔是1s。这样每1s都会创建一个runtime timer，而通过runtime的源码来看，这些timer都扔给了runtime调度(一个heap)。时间长了，就会有超多的timer需要 runtime调度，不耗CPU才怪。

于是做了如下修改：

func worker(start chan bool) {
        heartbeat := time.Tick(1 * time.Second)
         for {

                 select {
                         // … do some stuff
                         case <- heartbeat:
                                 return
                 }
        }
}

重新编译执行service，观察了一天，cpu再也没有升高过。

二、小心list.List的Delete逻辑

其实这是一个在哪种语言中都会遇到的初级问题，这里只是给大家提个醒罢了。不多说了，上代码：

从一个list.List中删除一个element，一般逻辑是：

l := list.New()
… …
for e := l.Front(); e != nil; e = e.Next() {
        if e.Value.(int) == someValue {
                l.Remove(e)
                return or break
        }
}

但是如果list里有重复元素，且代码要遍历整个list删除某个值为somevalue的元素呢？上面的一般方法是由逻辑缺陷的，例子：

func foo(i int) {
        l := list.New()
        for i := 0; i < 9; i++ {
                l.PushBack(i)
        }
        l.PushBack(6)

        for e := l.Front(); e != nil; e = e.Next() {
                fmt.Print(e.Value.(int))
        }

        for e := l.Front(); e != nil; e = e.Next() {
                if e.Value.(int) == i {
                        l.Remove(e)
                }
        }

        fmt.Printf("\n")
        for e := l.Front(); e != nil; e = e.Next() {
                fmt.Print(e.Value.(int))
        }
        fmt.Printf("\n")
}

func main() {
foo(6)
}

该程序试图删除list中的所有值为6的element，但执行结果却是：

go run testlist.go
0123456786
012345786

list中尾部的那个6没有被删除，程序似乎在删除完第一个6之后就不再继续循环了。事实也是这样：

当l.Remove(e)执行后，e.Next()被置为了nil，这样循环条件不再满足，循环终止。

为此，对于这样的程序，下面的方法才是正确的：

func main() {
bar(6)
}

func bar(i int) {
        l := list.New()
        for i := 0; i < 9; i++ {
                l.PushBack(i)
        }
        l.PushBack(6)

        for e := l.Front(); e != nil; e = e.Next() {
                fmt.Print(e.Value.(int))
        }

        var next *list.Element
        for e := l.Front(); e != nil; {
                if e.Value.(int) == i {
                        next = e.Next()
                        l.Remove(e)
                        e = next
                } else {
                        e = e.Next()
                }
        }

        fmt.Printf("\n")
        for e := l.Front(); e != nil; e = e.Next() {
                fmt.Print(e.Value.(int))
        }
        fmt.Printf("\n")
}

执行结果：
$ go run testlist.go
0123456786
01234578

三、要给template起个正确的名字

编写一个Web程序，需要用到html/template。

… …
t := template.New("My Reporter")
t, err = t.ParseFiles("views/report.html")
if err != nil {
w.WriteHeader(http.StatusInternalServerError)
return
}

t.Execute(w, UserInfo{xx: XX})

结果一执行却crash了：

[martini] PANIC: runtime error: invalid memory address or nil pointer dereference
/usr/local/go/src/runtime/panic.go:387 (0×16418)
/usr/local/go/src/runtime/panic.go:42 (0x1573e)
/usr/local/go/src/runtime/sigpanic_unix.go:26 (0x1bb50)
/usr/local/go/src/html/template/template.go:59 (0x7ed64)
/usr/local/go/src/html/template/template.go:75 (0x7ef0d)
/Users/tony/Test/GoToolsProjects/src/git.oschina.net/bigwhite/web/app.go:104 (0x2db0)
reportHandler: t.Execute(w, UserInfo{xx: XXX})

问题在t.Execute这行，单独把template代码摘出来放在一个测试代码中:

//testtmpl.go
type UserInfo struct {
Name string
}

func main() {
        t := template.New("My Reporter")
        t, err := t.ParseFiles("views/report.html")
        if err != nil {
                fmt.Println("parse error")
                return
        }

        err = t.Execute(os.Stdout, UserInfo{Name: "tonybai"})
        if err != nil {
                fmt.Println("exec error", err)
        }
        return
}

执行结果：
go run testtmpl.go
exec error template: My Reporter: "My Reporter" is an incomplete or empty template; defined templates are: "report.html"

看起来似乎template对象与模板名字对不上导致的错误啊。修改一下：

t := template.New("report.html")

执行结果：

<html>
<head>
</head>
<body>
Hello, tonybai
</body>
</html>

这回对了，看来template的名字在与ParseFiles一起使用时不是随意取的，务必要与模板文件名字相同。

ParseFiles支持解析多个文件，如果是传入多个文件该咋办？godoc说了，template名字与第一个文件名相同即可。

一个有关Golang变量作用域的坑

临近下班前编写和调试一段Golang代码，但运行结果始终与期望不符，怪异的很，下班前依旧无果。代码Demo如下：

//testpointer.go
package main

import (
"fmt"
)

var p *int

func foo() (*int, error) {
var i int = 5
return &i, nil
}

func bar() {
//use p
fmt.Println(*p)
}

func main() {
        p, err := foo()
        if err != nil {
                fmt.Println(err)
                return
        }
        bar()
        fmt.Println(*p)
}

这段代码原意是定义一个包内全局变量p，用foo()的返回值对p进行初始化，在bar中使用p。预期结果：bar()和main()中均输出5。但编译执行后的结果却是：

$go run testpointer.go
panic: runtime error: invalid memory address or nil pointer dereference
[signal 0xb code=0x1 addr=0x0 pc=0x20d1]

goroutine 1 [running]:
main.bar()
/Users/tony/Test/Go/testpointer.go:17 +0xd1
main.main()
/Users/tony/Test/Go/testpointer.go:26 +0x11c

goroutine 2 [runnable]:
runtime.forcegchelper()
/usr/local/go/src/runtime/proc.go:90
runtime.goexit()
/usr/local/go/src/runtime/asm_amd64.s:2232 +0×1

goroutine 3 [runnable]:
runtime.bgsweep()
/usr/local/go/src/runtime/mgc0.go:82
runtime.goexit()
/usr/local/go/src/runtime/asm_amd64.s:2232 +0×1

goroutine 4 [runnable]:
runtime.runfinq()
/usr/local/go/src/runtime/malloc.go:712
runtime.goexit()
/usr/local/go/src/runtime/asm_amd64.s:2232 +0×1
exit status 2

晚饭后，继续调试这段代码。怎么还crash了！代码看似半点问题都没有，难道是Go编译器的问题，我用的可是最新的1.4，切换回1.3.3，问题依旧啊。看来还是代码的问题，但问题在哪里呢？加上些打印语句再看看：

func bar() {
        //use p
        fmt.Printf("%p, %T\n", p, p) //output: 0x14dc80, 0×0, *int
        fmt.Println(*p) //Crash!!!
}

func main() {
        fmt.Printf("%p, %T\n", p, p) //output: 0x14dc80, 0×0, *int
        p, err := foo()
        if err != nil {
                fmt.Println(err)
                return
        }
        fmt.Printf("%p, %T\n", p, p) //output: 0x2081c6020, 0x20818a258, *int
        bar()
        fmt.Println(*p)
}

通过打印输出，发现从foo函数中返回的p(0x2081c6020)与全局变量的p(0x14dc80)居然不是一个地址，也就是说不是一个变量。而且从bar()中的调试输出来看，全局变量p在foo函数返回时并未被赋值为foo中变量i的地址，而依然是一个nil值，从而导致程序Crash。

好了，废话不说了，该是揭晓真相的时候了。问题就在于":="。在main这个作用域中，我们使用了

p, err := foo()

最初的理解是golang会定义新变量err，p为初始定义的那个全局变量。但实际情况是，对于使用:=定义的变量，如果新变量p与那个同名已定义变量 (这里就是那个全局变量p)不在一个作用域中时，那么golang会新定义这个变量p，遮盖住全局变量p，这就是导致这个问题的真凶。

我们将main函数改为：

func main() {
        var err error
        p, err = foo()
        if err != nil {
                fmt.Println(err)
                return
        }
        bar()
}

则执行结果就完全符合预期了。