面试高频：Go语言死锁与goroutine泄露问题谈论
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2021-07-27 10:51
★本节源码位置 https://github.com/golang-minibear2333/golang/blob/master/4.concurrent/4.4-deadlock/
”
什么时候会导致死锁
在计算机组成原理里说过 死锁有三个必要条件他们分别是 循环等待、资源共享、非抢占式，在并发中出现通道死锁只有两种情况：
数据要发送，但是没有人接收 数据要接收，但是没有人发送
发送单个值时的死锁
牢记这两点问题就很清晰了，复习下之前的例子，会死锁
a := make(chan int)
a <- 1 //将数据写入channel
z := <-a //从channel中读取数据
有且只有一个协程时，无缓冲的通道 先发送会阻塞在发送，先接收会阻塞在接收处。 发送操作在接收者准备好之前是阻塞的，接收操作在发送之前是阻塞的， 解决办法就是改为缓冲通道，或者使用协程配对
解决方法一,协程配对，先发送还是先接收无所谓只要配对就好
chanInt := make(chan int)
go func() {
chanInt <- 1
}()
res := <-chanInt
解决方法二，缓冲通道
chanInt := make(chan int,1)
chanInt <- 2
res := <-chanInt
缓冲通道内部的消息数量用 len()函数可以测试出来缓冲通道的容量可以用 cap()测试出来在满足 cap>len时候，因为没有满，发送不会阻塞在 len>0时，因为不为空，所以接收不会阻塞
使用缓冲通道可以让生产者和消费者减少阻塞的可能性，对异步操作更友好，不用等待对方准备，但是容量不应设置过大，不然会占用较多内存。
多个值发送的死锁
配对可以让死锁消失，但发送多个值的时候又无法配对了，又会死锁
func multipleDeathLock() {
chanInt := make(chan int)
defer close(chanInt)
go func() {
res := <-chanInt
fmt.Println(res)
}()
chanInt <- 1
chanInt <- 1
}
不出所料死锁了
fatal error: all goroutines are asleep - deadlock!
goroutine 1 [chan send]:
main.multipleDeathLock()
只有在工作中通知信号是一对一的情况，通知一次以后就不再使用了，其他这种要求多次读写配对的情况根本不会存在。
解决多值发送死锁
更常见的是用循环来不断接收值，接受一个处理一个，如下：
func multipleLoop() {
chanInt := make(chan int)
defer close(chanInt)
go func() {
for {
//不使用ok会goroutine泄漏
//res := <-chanInt
res,ok := <-chanInt
if !ok {
break
}
fmt.Println(res)
}
}()
chanInt <- 1
chanInt <- 1
}
输出：
1
1
给通道的接收加上二值， ok代表通道是否正常，如果是关闭则为false值可以删掉那段逻辑试试，会输出 1 2 0 0 0这样的数列，因为关闭是需要时间的，而循环接收关闭的通道拿到的是0关于 goroutine泄漏稍后会讲到
应该先发送还是先接收
假如我们调换一下位置，把接收放外面，写入放里面会发生什么
func multipleDeathLock2() {
chanInt := make(chan int)
defer close(chanInt)
go func() {
chanInt <- 1
chanInt <- 2
}()
for {
res, ok := <-chanInt
if !ok {
break
}
fmt.Println(res)
}
}
输出死锁
1
2
fatal error: all goroutines are asleep - deadlock!
goroutine 1 [chan receive]:
main.multipleDeathLock2()
出现上面的结果是因为 for循环一直在获取通道中的值，但是在读取完1 2后，通道中没有新的值传入，这样接收者就阻塞了。为什么先接收再发送可以，因为发送提前结束后会触发函数的 defer自动关闭通道所以我们应该总是先接收后发送，并由发送端来关闭
goroutine 泄漏
goroutine 终止的场景有三个：
当一个 goroutine完成了它的工作由于发生了没有处理的错误 有其他的协程告诉它终止
当三个条件都没有满足，goroutine 就会一直运行下去
func goroutineLeak() {
chanInt := make(chan int)
defer close(chanInt)
go func() {
for {
res := <-chanInt
//res,ok := <-chanInt
//if !ok {
// break
//}
fmt.Println(res)
}
}()
chanInt <- 1
chanInt <- 1
}
上面的 goroutineLeak()函数结束后触发defer close(chanInt)关闭了通道但是匿名函数中 goroutine并没有关闭，而是一直在循环取值，并且取到是的关闭后的通道值（这里是int的默认值 0）goroutine会永远运行下去，如果以后再次使用又会出现新的泄漏！导致内存、cpu占用越来越多
输出，如果程序不停止就会一直输出0
1
1
0
0
0
...
假如不关闭且外部没有写入值，那接收处就会永远阻塞在那里，连输出都不会有
func goroutineLeakNoClosed() {
chanInt := make(chan int)
go func() {
for {
res := <-chanInt
fmt.Println(res)
}
}()
}
无任何输出的阻塞 换成写入也是一样的 如果是有缓冲的通道，换成已满的通道写没有读；或者换成向空的通道读没有写也是同样的情况 除了阻塞， goroutine进入死循环也是泄露的原因
如何发现泄露
使用 golang 自带的pprof监控工具，可以发现内存上涨情况，这个后续会讲
还可以监控进程的内存使用情况，比如prometheus提供的process-exporter
如果你有内存泄露/goroutine 泄露代码扫描的工具，欢迎留言，感恩！
小结
今天我们学习了一些细节，但是相当重要的知识点，也是未来面试高频问题哦！
如果是信号通知，应该保证一一对应，不然会死锁 除了信号通知外，通常我们使用循环处理通道，在工作中不断的处理数据 应该总是先接收后发送，并由发送端来关闭，不然容易死锁或者泄露 在接收处，应该对通道是否关闭做好判断，已关闭应该退出接收，不然会泄露 小心 goroutine 泄漏，应该在通道关闭的时候及时检查通道并退出 除了阻塞， goroutine进入死循环也是泄露的原因
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