• Go 切片导致内存泄露,被坑两次了!


     

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    前段时间在我的 Go 读者群里,有小伙伴们在纠结切片(slice)的问题,我写了这篇《Go 切片这道题,吵了一个下午!》,引起了一拨各种讨论,还是比较欣慰的。

    这不,有小伙伴给我提出了新的题材:

    图片来自读者微信提问

    提出的是 Go 中很容易踩坑的切片内存泄露问题。作为宠粉的煎鱼肯定不会放过,争取让大家都避开这个 “坑”。

    今天这篇文章,就由煎鱼带大家来了解这个问题:Go 切片可能可以怎么泄露法?

    切片泄露的可能

    在业务代码的编写上,我们经常会接受来自外部的接口数据,再把他插入到对应的数据结构中去,再进行下一步的业务聚合、裁剪、封装、处理。

    像在 PHP 语言,常常会放到数组(array)中。在 Go 语言,会放到切片(slice)中。因此在 Go 的切片处理逻辑中,常常会涉及到如下类似的动作。

    示例代码如下:

    var a []int

    func f(b []int) []int {
     a = b[:2]
     return a
    }

    func main() {
        ...
    }

    仔细想想,这段程序有没有问题,是否存在内存泄露的风险?

    答案是:有的。有明确的切片内存泄露的可能性和风险。

    切片底层结构

    可能有些小伙伴会疑惑,怎么就有问题了,是哪里有问题?

    这里就得复习一下切片的底层基本数据结构了,切片在运行时的表现是 SliceHeader 结构体,定义如下:

    type SliceHeader struct {
     Data uintptr
     Len  int
     Cap  int
    }
    • Data:指向具体的底层数组。
    • Len:代表切片的长度。
    • Cap:代表切片的容量。

    要点是:切片真正存储数据的地方,是一个数组。切片的 Data 属性中存储的是指向所引用的数组指针地址

    背后的原因

    在上述案例中,我们有一个包全局变量 a,共有 2 个切片 a 和 b,截取了 b 的一部分赋值给了 a,两者存在着关联。

    从程序的直面来看,截取了 b 的一部分赋值给了 a,结构似乎是如下图:

    但我们进一步打开程序底层来看,他应该是如下图所示

     

    切片 a 和 b 都共享着同一个底层数组(共享内存块),sliceB 包含全部所引用的字符。sliceA 只包含了 [:2],也就是 0 和 1 两个索引位的字符。

    那他们泄露在哪里了?

    泄露的点

    泄露的点,就在于虽然切片 b 已经在函数内结束了他的使命了,不再使用了。但切片 a 还在使用,切片 a 和 切片 b 引用的是同一块底层数组(共享内存块)。

    关键点:切片 a 引用了底层数组中的一段

    虽然切片 a 只有底层数组中 0 和 1 两个索引位正在被使用,其余未使用的底层数组空间毫无作用。但由于正在被引用,他们也不会被 GC,因此造成了泄露。

    解决办法

    解决的办法,就是利用切片的特性。当切片的容量空间不足时,会重新申请一个新的底层数组来存储,让两者彻底分手

    示例代码如下:

    var a []int
    var c []int    // 第三者

    func f(b []int) []int {
     a = b[:2]
      
      // 新的切片 append 导致切片扩容
     c = append(c, b[:2]...)
     fmt.Printf("a: %p c: %p b: %p ", &a[0], &c[0], &b[0])
      
     return a
    }

    输出结果:

    a: 0xc000102060
    c: 0xc000124010
    b: 0xc000102060

    这段程序,新增了一个变量 c,他容量为 0。此时将期望的数据,追加过去。自然而然他就会遇到容量空间不足的情况,也就能实现申请新底层数据。

    我们再将原本的切片置为 nil,就能成功实现两者分手的目标了。

    总结

    在今天这篇文章中,我们介绍了 Go 切片的一种常见的内存泄露方式。虽然我们在日常使用的时候可能没关注到。

    主要原因还是由于切片的大多数使用场景,体量都比较小。又或是不知不觉就自己扩容了,就变成暂时性泄露了。

    这依然是存在风险的,在编写 Go 代码时需要谨慎。毕竟这可是 Go 语言官方自己都踩过坑的 “坑”

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