golang中容易遇到的错误

前言

在循环中，有几种情况可能会导致混乱，需要弄清楚。

循环迭代器变量中使用引用

出于效率考虑，我们经常使用单个变量来循环迭代器。但在循环中，每次循环迭代中都会有不同的值，有时候会导致未知的行为。

in := []int{1, 2, 3}

var out []*int
for  _, v := range in {
 out = append(out, &v)
}

fmt.Println("Values:", *out[0], *out[1], *out[2])
fmt.Println("Addresses:", out[0], out[1], out[2])

输出

Values: 3 3 3
Addresses: 0xc000014188 0xc000014188 0xc000014188

在out这个slice中的元素都是3。

原因：在每次迭代中，v是单个变量（内存地址不变），所以每次迭代都采用新值将 v append 到 out切片中。

最简单的解决方法是将循环迭代器变量赋值到新变量中：

in := []int{1, 2, 3}

var out []*int
for  _, v := range in {
 v := v
 out = append(out, &v)
}

fmt.Println("Values:", *out[0], *out[1], *out[2])
fmt.Println("Addresses:", out[0], out[1], out[2])

新的输出：

Values: 1 2 3
Addresses: 0xc0000b6010 0xc0000b6018 0xc0000b6020

在 goroutine 中使用循环迭代变量也会有相同的问题。

list := []int{1, 2, 3}

for _, v := range list {
 go func() {
  fmt.Printf("%d ", v)
 }()
}

输出将是：

3 3 3

请注意，如果不使用 goroutine 运行该函数，则代码将按预期运行。

循环内使用 defer

defer 的执行时机是在函数返回前，所以一般不应该在循环内部使用defer

看一段代码：

var mutex sync.Mutex
type Person struct{
	Age int
}

persons := make([]Person, 10)
for _, p := range persons {
    func(){
        mutex.Lock()
        defer mutex.Unlock()
        p.Age = 13
    }()
}

在上面的示例中，如果使用 defer，则下一次迭代将无法获得互斥锁，因为该锁并没有释放，所以循环会永远阻塞。

通过委托给另外一个函数的方式，可以使defer提前执行。

var mutex sync.Mutex
type Person struct {
 	Age int   
}

persons := make([]Persons, 10)
for _, p := range persons {
    func(){
        mutex.Lock()
        defer mutex.Unlock()
        p.Age = 13
    }()   
}

这种方式特别适合多线程处理数据，导致内存使用率过大，defer用于提前释放内存

优先考虑使用接口

接口可以使代码更灵活。这是在代码中引入多态的一种方法。接口允许你定义一组行为而不是特定类型。不使用接口可能不会导致任何错误，但是会导致代码简单性，灵活性和扩展性降低。
在 Go 接口中，io.Reader 和 io.Writer 可能是使用最多的。

type Reader interface {
    Read(p []byte) (n int, err error)
}
type Writer interface {
    Write(p []byte) (n int, err error)
}

这些接口非常强大，假设你要将对象写入文件，你可以定义了一个 Save 方法：

func (o *obj) Save(file os.File) error

如果第二天，你想写入 http.ResponseWriter，显然不太适合再创建另外一个 Save 方法，这时应该用 io.Writer：

func (o *obj) Save(w io.Writer) error

另外，你应该知道的重要注意事项是，始终关注行为。在上面的示例中，虽然 io.ReadWriteCloser 也可以使用，但你只需要 Write 方法。接口越大，抽象性越弱。在 Go 中，通常提倡小接口。
所以，我们应该优先考虑使用接口，而不是具体类型。

结构体字段顺序

这个问题不会导致程序错误，但是可能会占用更多内存。

看一个例子：

type BadOrderedPerson struct {
 Veteran bool   // 1 byte
 Name    string // 16 byte
 Age     int32  // 4 byte
}

type OrderedPerson struct {
 Name    string
 Age     int32
 Veteran bool
}

看起来这两个类型都占用的空间都是 21字节，但是结果却不是这样。我们使用 GOARCH=amd64 编译代码，发现 BadOrderedPerson 类型占用 32 个字节，而 OrderedPerson 类型只占用 24 个字节。为什么？原因是数据结构对齐。在 64 位体系结构中，内存分配连续的 8 字节数据。需要添加的填充可以通过以下方式计算：

padding = (align - (offset mod align)) mod align
aligned = offset + padding
        = offset + ((align - (offset mod align)) mod align)
type BadOrderedPerson struct {
 Veteran bool     // 1 byte
 _       [7]byte  // 7 byte: padding for alignment
 Name    string   // 16 byte
 Age     int32    // 4 byte
 _       struct{} // to prevent unkeyed literals
 // zero sized values, like struct{} and [0]byte occurring at 
 // the end of a structure are assumed to have a size of one byte.
 // so padding also will be addedd here as well.
 
}

type OrderedPerson struct {
 Name    string
 Age     int32
 Veteran bool
 _       struct{} 
}

当你使用大型常用类型时，可能会导致性能问题。但是不用担心，你不必手动处理所有结构。这工具可以轻松的解决此类问题：https://pkg.go.dev/golang.org/x/tools/go/analysis/passes/fieldalignment

race 探测器

数据争用会导致莫名的故障，通常是在代码已部署到线上很久之后才出现。因此，它们是并发系统中最常见且最难调试的错误类型。

Go 1.1 引入了内置的数据争用检测器（race detector）。可以简单地添加 -race flag 来使用。

$ go test -race pkg    # to test the package
$ go run -race pkg.go  # to run the source file
$ go build -race       # to build the package
$ go install -race pkg # to install the package

启用数据争用检测器后，编译器将记录在代码中何时以及如何访问内存，而 runtime 监控对共享变量的非同步访问。

找到数据竞争后，竞争检测器将打印一份报告，其中包含用于冲突访问的堆栈跟踪。这是一个例子：

WARNING: DATA RACE
Read by goroutine 185:
  net.(*pollServer).AddFD()
      src/net/fd_unix.go:89 +0x398
  net.(*pollServer).WaitWrite()
      src/net/fd_unix.go:247 +0x45
  net.(*netFD).Write()
      src/net/fd_unix.go:540 +0x4d4
  net.(*conn).Write()
      src/net/net.go:129 +0x101
  net.func·060()
      src/net/timeout_test.go:603 +0xaf

Previous write by goroutine 184:
  net.setWriteDeadline()
      src/net/sockopt_posix.go:135 +0xdf
  net.setDeadline()
      src/net/sockopt_posix.go:144 +0x9c
  net.(*conn).SetDeadline()
      src/net/net.go:161 +0xe3
  net.func·061()
      src/net/timeout_test.go:616 +0x3ed

Goroutine 185 (running) created at:
  net.func·061()
      src/net/timeout_test.go:609 +0x288

Goroutine 184 (running) created at:
  net.TestProlongTimeout()
      src/net/timeout_test.go:618 +0x298
  testing.tRunner()
      src/testing/testing.go:301 +0xe8