Goroutine Leak和解决之道

概述

在Go中,goroutine很轻量级,随便创建成千上万个goroutine不是问题,但要注意,要是这么多的goroutine一致递增,而不退出,不释放资源,可就麻烦了。 本文介绍goroutine泄露的实际场景,并讨论如何解决该问题。

产生原因分析

产生goroutine leak(协程泄露)的原因可能有以下几种:

  • goroutine由于channel的读/写端退出而一直阻塞,导致goroutine一直占用资源,而无法退出
  • goroutine进入死循环中,导致资源一直无法释放

goroutine终止的场景

一个goroutine终止有以下几种情况:

  • 当一个goroutine完成它的工作
  • 由于发生了没有处理的错误
  • 有其他的协程告诉它终止

实际的goroutine leak

生产者消费者场景

代码

生产协程进入死循环,不断产生数据,消费协程,也就是主协程只消费其中的3个值,然后主协程就再也不消费channel中的数据,去做其他的事情了。此时生产协程放了一个数据到channel中,但已经不会有协程消费该数据了,所以,生产协程阻塞。 此时,若没有人再消费channel中的数据,生成协程是被泄露的协程。

解决办法

总的来说,要解决channel引起的goroutine leak问题,主要是看在channel阻塞goroutine时,该goroutine的阻塞是正常的,还是可能导致协程永远没有机会执行。若可能导致协程永远没有机会执行,则可能会导致协程泄露。 所以,在创建协程时就要考虑到它该如何终止。

解决一般问题的办法就是,当主线程结束时,告知生产线程,生产线程得到通知后,进行清理工作:或退出,或做一些清理环境的工作。

上面的代码中,协程通过一个channel来得到结束的通知,这样它就可以清理现场。防止协程泄露。 通知协程结束的方式,可以是发送一个空的struct,更加简单的方式是直接close channel。如上图所示。

master work场景

在该场景下,我们一般是把工作划分成多个子工作,把每个子工作交给每个goroutine来完成。此时若处理不当,也是有可能发生goroutine泄漏的。我们来看一下实际的例子:

代码

以上代码在主协程中,把一个数组分成两个部分,分别交给两个worker协程来计算其值,这两个协程通过channel把结果传回给主协程。 但,在以上代码中,我们只接收了一个channel的数据,导致另一个协程在写channel时阻塞,再也没有执行的机会。 要是我们把这段代码放入一个常驻服务中,看的更加明显:

http server 场景

代码

如果运行以上程序,并在浏览器中输入:

并不断刷新浏览器,来不断发送请求,可以看到以下输出:

这个输出是我们的http server的协程数量,可以看到:每请求一次,协程数就增加一个,而且不会减少。说明已经发生了协程泄露(goroutine leak)。

解决办法

解决的办法就是不管在任何情况下,都必须要有协程能够读写channel,让协程不会阻塞。 代码修改如下:

如何调试和发现goroutine leak

runtime

可以通过runtime.NumGoroutine()函数来获取后台服务的协程数量。通过查看每次的协程数量的变化和增减,我们可以判断是否有goroutine泄露发生。

pprof来确认泄露的地方

一旦我们发现了goroutein leak,我们就需要确认泄露的出处。

总结

goroutine leak往往是由于协程在channel上发生阻塞,或协程进入死循环,特别是在一些后台的常驻服务中。 在使用channel和goroutine时要注意:

  • 创建goroutine时就要想好,该goroutine该如何结束
  • 使用channel时,要考虑到channel阻塞时,协程可能的行为
  • 要注意平时一些常见的goroutine leak的场景,包括:master-worker模式,producer-consumer模式等等。

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原文出处:hoverzheng
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