golang中经常会犯的一些错误

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2022-11-15
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0.1、索引

waterflow.link/articles/1664080524...

1、未知的枚举值

我们现在定义一个类型是unit32的Status，他可以作为枚举类型，我们定义了3种状态

type Status uint32

const (
    StatusOpen Status = iota
    StatusClosed
    StatusUnknown
)

其中我们使用了iota，相关的用法自行google。最终对应的状态就是：

0-开启状态，1-关闭状态，2-未知状态

现在我们假设有一个请求参数过来，数据结构如下：

{
  "Id": 1234,
  "Timestamp": 1563362390,
  "Status": 1
}

可以看到是一个json类型的字符串，其中就包含了Status状态，我们的请求是希望把状态修改为关闭状态。

然后我们在服务端创建一个结构体，方便把这些字段解析出来：

type Request struct {
    ID        int    `json:"Id"`
    Timestamp int    `json:"Timestamp"`
    Status    Status `json:"Status"`
}

好了，我们在main中执行下代码，看下解析是否正确：

package main

import (
    "encoding/json" 
    "fmt"
)

type Status uint32

const (
    StatusOpen Status = iota
    StatusClosed
    StatusUnknown
)

type Request struct {
    ID        int    `json:"Id"`
    Timestamp int    `json:"Timestamp"`
    Status    Status `json:"Status"`
}

func main() {
    js := `{
        "Id": 1234,
        "Timestamp": 1563362390,
        "Status": 1
      }`

    request := &Request{}
    err := json.Unmarshal([]byte(js), request)
    if err != nil {
        fmt.Println(err)
        return
    }
}

执行后的结果如下：

go run main.go
&{1234 1563362390 1}

可以看到解析是没问题的。

然而，让我们再提出一个未设置状态值的请求（无论出于何种原因）：

{
  "Id": 1234,
  "Timestamp": 1563362390
}

在这种情况下，请求结构的状态字段将被初始化为其零值（对于 uint32 类型：0）。因此，StatusOpen 而不是 StatusUnknown。

最佳实践是将枚举的未知值设置为 0：

type Status uint32

const (
    StatusUnknown Status = iota
    StatusOpen
    StatusClosed
)

在这里，如果状态不是 JSON 请求的一部分，它将被初始化为 StatusUnknown，正如我们所期望的那样。

2、指针无处不在？

按值传递变量将创建此变量的副本。而通过指针传递它只会复制内存地址。

因此，传递指针总是会更快，对么？

如果你相信这一点，请看看这个例子。这是一个 0.3 KB 数据结构的基准测试，我们通过指针和值传递和接收。 0.3 KB 并不大，但这与我们每天看到的数据结构类型（对于我们大多数人来说）应该相差不远。

当我在本地环境中执行这些基准测试时，按值传递比按指针传递快 4 倍以上。这可能有点违反直觉，对吧？

这其实与 Go 中如何管理内存有关。我们都知道变量可以分配在堆上或栈上，也知道：

  • 栈包含给定 goroutine 的正在进行的变量。一旦函数返回，变量就会从堆栈中弹出。
  • 堆包含共享变量（全局变量等）。

让我们看下下面这个简单的例子：

type foo struct{}

func getFooValue() foo {
    var result foo
    // Do something 
    return result
}

这里，一个结果变量由当前的 goroutine 创建。这个变量被压入当前堆栈。一旦函数返回，客户端将收到此变量的副本。变量本身从堆栈中弹出。它仍然存在于内存中，直到它被另一个变量擦除，但它不能再被访问。

我们现在修改下上面的例子，使用指针：

type foo struct{}

func getFooPointer() *foo {
    var result foo
    // Do something 
    return &result
}

结果变量仍然由当前的 goroutine 创建，但客户端将收到一个指针（变量地址的副本）。如果结果变量从堆栈中弹出，则此函数的客户端无法再访问它。

在这种情况下，Go 编译器会将结果变量转移到可以共享变量的地方：堆。

但是，传递指针是另一种情况。例如：

type foo struct{}

func main()  {
    p := &foo{}
    f(p)
}

因为我们在同一个 goroutine 中调用 f，所以 p 变量不需要被转移。它只是被压入堆栈，子函数可以访问它。

比如在 io.Reader 的 Read 方法中接收切片而不是返回切片的直接结果，也不会转移到堆上。

但是返回一个切片（它是一个指针）会将其转移到堆中。

为什么堆栈那么快？主要原因有两个：

  • 堆栈不需要垃圾收集器。正如我们所说，一个变量在创建后被简单地压入，然后在函数返回时从堆栈中弹出。无需进行复杂的过程来回收未使用的变量等。
  • 堆栈属于一个 goroutine，因此与将变量存储在堆上相比，存储变量不需要同步。这也导致性能增益。

结论就是：

当我们创建一个函数时，我们的默认行为应该是使用值而不是指针。仅当我们想要共享变量时才应使用指针。

最后：

如果我们遇到性能问题，一种可能的优化可能是检查指针在某些特定情况下是否有帮助。使用以下命令可以知道编译器何时将变量转移到堆中：go build -gcflags “-m -m”。（内存逃逸）

3、中断 for/switch 或 for/select

我们看下下面的代码会发生什么：

package main

func f() bool {
    return true
}

func main() {
    for {
        switch f() {
        case true:
            break 
        case false:
            // Do something
        }
    }
}

我们将调用 break 语句。但是，这会破坏 switch 语句，而不是 for 循环。

相同的情况还会出现在fo/select中，像下面这样：

package main

import (
    "context" 
    "time"
)

func main() {
    ch := make(chan struct{})
    ctx, cancel := context.WithTimeout(context.Background(), 2*time.Second)
    defer cancel()
    for {
        select {
        case <-ch:
        // Do something 
        case <-ctx.Done():
            break
        }
    }
}

虽然调用了break，但是还是会陷入死循环。break 与 select 语句有关，与 for 循环无关。

打破 for/switch 或 for/select 的，一种方案是直接return结束整个函数，下面如果还有代码不会被执行。

package main

import (
    "context" 
    "fmt" 
    "time"
)

func main() {
    ch := make(chan struct{})
    ctx, cancel := context.WithTimeout(context.Background(), 2*time.Second)
    defer cancel()
    for {
        select {
        case <-ch:
        // Do something 
        case <-ctx.Done():
            return
        }
    }

  // 这里不会执行
    fmt.Println("done")
}

还有一种方案是使用中断标记

package main

import (
    "context" 
    "fmt" 
    "time"
)

func main() {
    ch := make(chan struct{})
    ctx, cancel := context.WithTimeout(context.Background(), 2*time.Second)
    defer cancel()
loop:
    for {
        select {
        case <-ch:
        // Do something 
        case <-ctx.Done():
            break loop
        }
    }

  // 会继续往下执行
    fmt.Println("done")
}

4、错误管理

一个错误应该只处理一次。记录错误就是处理错误。因此，应该记录或传播错误。

我们可能希望为错误添加一些上下文并具有某种形式的层次结构。

让我们看一个接口请求数据库的例子，我们分为接口层，service层和类库层。我们希望返回的层次结构像下面这样：

unable to serve HTTP POST request for id 1
 |_ unable to insert customer
     |_ unable to commit transaction

如果我们使用 pkg/errors，我们可以这样做：

package main

import (
    "fmt"

    "github.com/pkg/errors"
)

func postHandler(id int) string {
    err := insert(id)
    if err != nil {
        fmt.Printf("unable to serve HTTP POST request for id %d\n", id)
        return `{ok: false}`
    }
    return `{ok: true}`
}

func insert(id int) error {
    err := dbQuery(id)
    if err != nil {
        return errors.Wrapf(err, "unable to insert customer")
    }
    return nil
}

func dbQuery(id int) error {
    // Do something then fail 
    return errors.New("unable to commit transaction")
}

func main() {
    res := postHandler(1)
    fmt.Println(res)
}

初始错误（如果不是由外部库返回）可以使用 errors.New 创建。service层 insert 通过向其添加更多上下文来包装此错误。然后，接口层通过记录错误来处理错误。每个级别都返回或处理错误。

例如，我们可能还想检查错误原因本身以实现重试。假设我们有一个来自处理数据库访问的外部库的 db 包。这个库可能会返回一个名为 db.DBError 的暂时（临时）错误。要确定是否需要重试，我们必须检查错误原因：

package main

import (
    "fmt"

    "github.com/pkg/errors"
)

type DbError struct {
    msg string
}

func (e *DbError) Error() string {
    return e.msg
}

func postHandler(id int) string {
    err := insert(id)
    if err != nil {
        errCause := errors.Cause(err)
        if _, ok := errCause.(*DbError); ok {
            fmt.Println("retry")
        } else {
            fmt.Printf("unable to serve HTTP POST request for id %d\n", id)
            return `{ok: false}`
        }

    }
    return `{ok: true}`
}

func insert(id int) error {
    err := dbQuery(id)
    if err != nil {
        return errors.Wrapf(err, "unable to insert customer")
    }
    return nil
}

func dbQuery(id int) error {
    // Do something then fail 
    return &DbError{"unable to commit transaction"}
}

func main() {
    res := postHandler(1)
    fmt.Println(res)
}

这是使用errors.Cause完成的，它也来自pkg/errors。（可以通过errors.Cause检查。 errors.Cause 将递归检索没有实现causer 的最顶层错误，这被认为是原始原因。）

有时候也会有人这么用。例如，检查错误是这样完成的：

package main

import (
    "fmt"

    "github.com/pkg/errors"
)

type DbError struct {
    msg string
}

func (e *DbError) Error() string {
    return e.msg
}

func postHandler(id int) string {
    err := insert(id)
    if err != nil {
        switch err.(type) {
        default:
            fmt.Printf("unable to serve HTTP POST request for id %d\n", id)
            return `{ok: false}` 
        case *DbError:
            fmt.Println("retry")

        }
    }
    return `{ok: true}`
}

func insert(id int) error {
    err := dbQuery(id)
    if err != nil {
        return errors.Wrapf(err, "unable to insert customer")
    }
    return nil
}

func dbQuery(id int) error {
    // Do something then fail 
    return &DbError{"unable to commit transaction"}
}

func main() {
    res := postHandler(1)
    fmt.Println(res)
}

如果 DBError 被包装，它永远不会触发重试。

5、切片初始化

有时，我们知道切片的最终长度是多少。例如，假设我们要将 Foo 的切片转换为 Bar 的切片，这意味着这两个切片将具有相同的长度。

我们有时候经常会这样初始化切片：

var bars []Bar
bars := make([]Bar, 0)

我们都知道切片的底层是数组。如果没有更多可用空间，它会实施增长战略。在这种情况下，会自动创建一个新数组（容量更大）并复制所有元素。

现在，假设我们需要多次重复这个增长操作，因为我们的 []Foo 包含数千个元素？插入的摊销时间复杂度（平均值）将保持为 O(1)，但在实践中，它会对性能产生影响。

因此，如果我们知道最终长度，我们可以：

  • 使用预定义的长度对其进行初始化：
func convert(foos []Foo) []Bar {
    bars := make([]Bar, len(foos))
    for i, foo := range foos {
        bars[i] = fooToBar(foo)
    }
    return bars
}
  • 或者使用 0 长度和预定义容量对其进行初始化：
func convert(foos []Foo) []Bar {
    bars := make([]Bar, 0, len(foos))
    for _, foo := range foos {
        bars = append(bars, fooToBar(foo))
    }
    return bars
}

选哪个更好呢？第一个稍微快一点。然而，你可能更喜欢第二个，因为无论我们是否知道初始大小，在切片末尾添加一个元素都是使用 append 完成的。

6、上下文管理

context.Context对我们来说非常好用，他可以在协程之间传递数据、可以控制协程的生命周期等等。但是这也造成了它的滥用。

go官方文档是这么定义的：

==一个 Context 携带一个截止日期、一个取消信号和其他跨 API 边界的值。==

这个描述很宽泛，足以让一些人对为什么以及如何使用它感到困惑。

让我们试着详细说明一下。上下文可以携带：

  • 一个截止时间。它意味着一个持续时间（例如 250 毫秒）或日期时间（例如 2022-01-08 01:00:00），我们认为如果达到，我们必须取消正在进行的活动（I/O 请求，等待通道输入等）。
  • 取消信号（基本上是 <-chan struct{}）。 在这里，行为是相似的。 一旦我们收到信号，我们必须停止正在进行的活动。 例如，假设我们收到两个请求。 一个插入一些数据，另一个取消第一个请求（因为它不再需要）。 这可以通过在第一次调用中使用可取消上下文来实现，一旦我们收到第二个请求，该上下文将被取消。
  • 键/值列表（均基于 interface{} 类型）。

另外需要说明的是。

首先，上下文是可组合的。因此，我们可以有一个包含截止日期和键/值列表的上下文。

此外，多个 goroutine 可以共享相同的上下文，因此取消信号可能会停止多个活动。

我们可以看下一个具体的错误例子

一个 Go 应用程序是基于 urfave/cli 的（如果你不知道，那是一个在 Go 中创建命令行应用程序的好库）。一旦开始，开发人员就会继承某种应用程序上下文。这意味着当应用程序停止时，库将使用此上下文发送取消信号。

我了解的是，这个上下文是在调用 gRPC 端点时直接传递的。这不是我们想要做的。

相反，我们想向 gRPC 库传递：请在应用程序停止时或在 100 毫秒后取消请求。

为此，我们可以简单地创建一个组合上下文。如果 parent 是应用程序上下文的名称（由 urfave/cli 创建），那么我们可以简单地这样做：

package main

import (
    "context" 
    "fmt" 
    "log" 
    "os" 
    "time"

    "github.com/urfave/cli/v2"
)

func main() {

    app := &cli.App{
        Name:  "boom",
        Usage: "make an explosive entrance",
        Action: func(parent *cli.Context) error {
      // 父上下文传进来，给个超时时间
            ctx, cancel := context.WithTimeout(parent.Context, 10*time.Second)
            defer cancel()
            grpcClientSend(ctx)

            return nil
        },
    }

    if err := app.Run(os.Args); err != nil {
        log.Fatal(err)
    }
}

func grpcClientSend(ctx context.Context) {
    for {
        select {
        case <-ctx.Done(): // 达到超时时间就结束
            fmt.Println("cancel!")
            return 
        default:
            time.Sleep(2 * time.Second)
            fmt.Println("do something!")
        }
    }
}

7、使用文件名作为函数输入？

假设我们必须实现一个函数来计算文件中的空行数。一般我们是这样实现的：

package main

import (
    "bufio" 
    "fmt" 
    "os"

    "github.com/pkg/errors"
)

func main() {

    cou, err := count("a.txt")
    if err != nil {
        fmt.Println(err)
        return
    }
    fmt.Println(cou)
}

func count(filename string) (int, error) {
    file, err := os.Open(filename)
    if err != nil {
        return 0, errors.Wrapf(err, "unable to open %s", filename)
    }
    defer file.Close()

    scanner := bufio.NewScanner(file)
    count := 0 
    for scanner.Scan() {
        if scanner.Text() == "" {
            count++
        }
    }
    return count, nil
}

文件名作为输入给出，所以我们打开它然后我们实现我们的逻辑，对吧？

现在，假设我们要在此函数之上实现单元测试，以测试普通文件、空文件、具有不同编码类型的文件等。这很容易变得非常难以管理。

此外，如果我们想要对http body实现相同的逻辑，我们将不得不为此创建另一个函数。

Go 带有两个很棒的抽象：io.Reader 和 io.Writer。我们可以简单地传递一个 io.Reader 来抽象数据源，而不是传递文件名。

是文件吗？ HTTP body？字节缓冲区？这并不重要，因为我们仍将使用相同的 Read 方法。

在我们的例子中，我们甚至可以缓冲输入以逐行读取。因此，我们可以使用 bufio.Reader 及其 ReadLine 方法：

我们把读取文件的部分放到函数外面

package main

import (
    "bufio" 
    "fmt" 
    "io" 
    "os"

    "github.com/pkg/errors"
)

func main() {

    filename := "a.txt"
    file, err := os.Open(filename)
    if err != nil {
        fmt.Println(err, "unable to open ", filename)
        return
    }
    defer file.Close()
    count, err := count(bufio.NewReader(file))
    if err != nil {
        fmt.Println(err)
        return
    }
    fmt.Println(count)
}

func count(reader *bufio.Reader) (int, error) {
    count := 0 
    for {
        line, _, err := reader.ReadLine()
        if err != nil {
            switch err {
            default:
                return 0, errors.Wrapf(err, "unable to read")
            case io.EOF:
                return count, nil
            }
        }
        if len(line) == 0 {
            count++
        }
    }
}

使用第二种实现，无论实际数据源如何，都可以调用该函数。同时，这将有助于我们的单元测试，因为我们可以简单地从字符串创建一个 bufio.Reader：

package main

import (
    "bufio" 
    "fmt" 
    "io" 
    "strings"

    "github.com/pkg/errors"
)

func main() {

    count, err := count(bufio.NewReader(strings.NewReader("input\n\n")))

    if err != nil {
        fmt.Println(err)
        return
    }
    fmt.Println(count)
}

func count(reader *bufio.Reader) (int, error) {
    count := 0 
    for {
        line, _, err := reader.ReadLine()
        if err != nil {
            switch err {
            default:
                return 0, errors.Wrapf(err, "unable to read")
            case io.EOF:
                return count, nil
            }
        }
        if len(line) == 0 {
            count++
        }
    }
}

8、Goroutines 和循环变量

我看到一个常见错误是使用带有循环变量的 goroutines。

以下示例的输出是什么？

package main

import (
    "fmt" 
    "time"
)

func main() {

    ints := []int{1, 2, 3}
    for _, i := range ints {
        go func() {
            fmt.Printf("%v\n", i)
        }()
    }

    time.Sleep(time.Second)
}

在这个例子中，每个 goroutine 共享相同的变量实例，所以它会产生 3 3 3。而不是我们认为的1 2 3

有两种解决方案可以解决这个问题。第一个是将 i 变量的值传递给闭包（内部函数）：

package main

import (
    "fmt" 
    "time"
)

func main() {

    ints := []int{1, 2, 3}
    for _, i := range ints {
        go func(i int) {
            fmt.Printf("%v\n", i)
        }(i)
    }

    time.Sleep(time.Second)
}

第二个是在 for 循环范围内创建另一个变量：

package main

import (
    "fmt" 
    "time"
)

func main() {

    ints := []int{1, 2, 3}
    for _, i := range ints {
        i := i
        go func() {
            fmt.Printf("%v\n", i)
        }()
    }

    time.Sleep(time.Second)
}

调用 i := i 可能看起来有点奇怪，但它完全有效。处于循环中意味着处于另一个范围内。所以 i := i 创建了另一个名为 i 的变量实例。当然，为了便于阅读，我们可能想用不同的名称来称呼它。

原文

itnext.io/the-top-10-most-common-m...

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