golang內存泄漏的原因是什么

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泄漏原因有：1、time.After()的使用，每次time.After(duration x)會產生NewTimer()，在duration x到期之前，新創建的timer不會被GC，到期之后才會GC；2、time.NewTicker資源未及時釋放；3、select阻塞；4、channel阻塞；5、申請過多的goroutine、goroutine阻塞；6、slice引起的等。

golang容易導致內存泄漏的幾種情況

1. 定時器使用不當

1.1 time.After()的使用

默認的time.After()是會有內存泄露問題的，因為每次time.After(duration x)會產生NewTimer(),在duration x到期之前，新創建的timer不會被GC，到期之后才會GC。

隨著時間推移，尤其是duration x很大的話，會產生內存泄露的問題，應特別注意

for true {
	select {
	case <-time.After(time.Minute * 3):
    // do something
  default:
		time.Sleep(time.Duration(1) * time.Second)
	}
}

為了保險起見，使用NewTimer()或者NewTicker()代替的方式主動釋放資源

timer := time.NewTicker(time.Duration(2) * time.Second)
defer timer.Stop()
for true {
	select {
	case <-timer.C:
		// do something
	default:
		time.Sleep(time.Duration(1) * time.Second)
	}
}

1.2 time.NewTicker資源未及時釋放

在使用time.NewTicker時需要手動調用Stop()方法釋放資源，否則將會造成永久性的內存泄漏

timer := time.NewTicker(time.Duration(2) * time.Second)
// defer timer.Stop()
for true {
	select {
	case <-timer.C:
		// do something
	default:
		time.Sleep(time.Duration(1) * time.Second)
	}
}

2. select阻塞

使用select時如果有case沒有覆蓋完全的情況且沒有default分支進行處理，最終會導致內存泄漏

2.1 導致goroutine阻塞的情況

func main() {
    ch2 := make(chan int)
    ch3 := make(chan int)
    ch4 := make(chan int)
    go Getdata("https://www.baidu.com",ch2)
    go Getdata("https://www.baidu.com",ch3)
    go Getdata("https://www.baidu.com",ch4)
    select{
        case v:=<- ch2:
            fmt.Println(v)
        case v:=<- ch3:
            fmt.Println(v)
    }
}

上述這種情況會阻塞在ch4的消費處導致內存泄漏

2.2 循環空轉導致CPU暴漲

func main() {
	fmt.Println("main start")
	msgList := make(chan int, 100)
	go func() {
		for {
			select {
			case <-msgList:
			default:
 
			}
		}
	}()
	
	c := make(chan os.Signal, 1)
	signal.Notify(c, os.Interrupt, os.Kill)
	s := <-c
	
	fmt.Println("main exit.get signal:", s)
}

上述for循環條件一旦命中default則會出現循環空轉的情況，并最終導致CPU暴漲

3. channel阻塞

channel阻塞主要分為寫阻塞和讀阻塞兩種情況

空channel

func channelTest() {
  	//聲明未初始化的channel讀寫都會阻塞
    var c chan int
  	//向channel中寫數據
    go func() {
        c <- 1
        fmt.Println("g1 send succeed")
        time.Sleep(1 * time.Second)
    }()
  	//從channel中讀數據
    go func() {
        <-c
        fmt.Println("g2 receive succeed")
        time.Sleep(1 * time.Second)
    }()
    time.Sleep(10 * time.Second)
}

寫阻塞

• 無緩沖channel的阻塞通常是寫操作因為沒有讀而阻塞

func channelTest() {
    var c = make(chan int)
  	//10個協程向channel中寫數據
    for i := 0; i < 10; i++ {
        go func() {
            <- c
            fmt.Println("g1 receive succeed")
            time.Sleep(1 * time.Second)
        }()
    }
  	//1個協程叢channel讀數據
    go func() {
        c <- 1
        fmt.Println("g2 send succeed")
        time.Sleep(1 * time.Second)
    }()
  	//會有寫的9個協程阻塞得不到釋放
    time.Sleep(10 * time.Second)
}

• 有緩沖的channel因為緩沖區滿了，寫操作阻塞

func channelTest() {
    var c = make(chan int, 8)
  	//10個協程向channel中寫數據
    for i := 0; i < 10; i++ {
        go func() {
            <- c
            fmt.Println("g1 receive succeed")
            time.Sleep(1 * time.Second)
        }()
    }
  	//1個協程叢channel讀數據
    go func() {
        c <- 1
        fmt.Println("g2 send succeed")
        time.Sleep(1 * time.Second)
    }()
  	//會有寫的幾個協程阻塞寫不進去
    time.Sleep(10 * time.Second)
}

讀阻塞

• 期待從channel讀數據，結果沒有goroutine往進寫數據

func channelTest() {
   var c = make(chan int)
  //1個協程向channel中寫數據
  go func() {
    <- c
    fmt.Println("g1 receive succeed")
    time.Sleep(1 * time.Second)
  }()
  //10個協程叢channel讀數據
  for i := 0; i < 10; i++ {
    go func() {
        c <- 1
        fmt.Println("g2 send succeed")
        time.Sleep(1 * time.Second)
    }()
  }
  //會有讀的9個協程阻塞得不到釋放
  time.Sleep(10 * time.Second)
}

4. goroutine導致的內存泄漏

4.1 申請過多的goroutine

例如在for循環中申請過多的goroutine來不及釋放導致內存泄漏

4.2 goroutine阻塞

4.2.1 I/O問題

I/O連接未設置超時時間，導致goroutine一直在等待，代碼會一直阻塞。

4.2.2 互斥鎖未釋放

goroutine無法獲取到鎖資源，導致goroutine阻塞

//協程拿到鎖未釋放，其他協程獲取鎖會阻塞
func mutexTest() {
    mutex := sync.Mutex{}
    for i := 0; i < 10; i++ {
        go func() {
            mutex.Lock()
            fmt.Printf("%d goroutine get mutex", i)
      			//模擬實際開發中的操作耗時
            time.Sleep(100 * time.Millisecond)
        }()
    }
    time.Sleep(10 * time.Second)
}

4.2.3 死鎖

當程序死鎖時其他goroutine也會阻塞

func mutexTest() {
    m1, m2 := sync.Mutex{}, sync.RWMutex{}
  	//g1得到鎖1去獲取鎖2
    go func() {
        m1.Lock()
        fmt.Println("g1 get m1")
        time.Sleep(1 * time.Second)
        m2.Lock()
        fmt.Println("g1 get m2")
    }()
    //g2得到鎖2去獲取鎖1
    go func() {
        m2.Lock()
        fmt.Println("g2 get m2")
        time.Sleep(1 * time.Second)
        m1.Lock()
        fmt.Println("g2 get m1")
    }()
  	//其余協程獲取鎖都會失敗
    go func() {
        m1.Lock()
        fmt.Println("g3 get m1")
    }()
    time.Sleep(10 * time.Second)
}

4.2.4 waitgroup使用不當

waitgroup的Add、Done和wait數量不匹配會導致wait一直在等待

5. slice 引起的內存泄漏

當兩個slice 共享地址，其中一個為全局變量，另一個也無法被GC；

append slice 后一直使用，沒有進行清理。

var a []int
 
func test(b []int) {
        a = b[:3]
        return
}

6. 數組的值傳遞

由于數組時Golang的基本數據類型，每個數組占用不通的內存空間，生命周期互不干擾，很難出現內存泄漏的情況，但是數組作為形參傳輸時，遵循的時值拷貝，如果函數被多個goroutine調用且數組過大時，則會導致內存使用激增。

//統計nums中target出現的次數
func countTarget(nums [1000000]int, target int) int {
    num := 0
    for i := 0; i < len(nums) && nums[i] == target; i++ {
        num++
    }
    return num
}

因此對于大數組放在形參場景下通常使用切片或者指針進行傳遞，避免短時間的內存使用激增。

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