面试题：Go中多种场景下Channel泄露分析与解决

场景一分析

问题原因：在多协程并发读取Channel数据时，某个子协程出现异常，未能正常处理完Channel中的数据，导致其他协程可能一直阻塞等待该Channel，从而造成资源泄露。
预防和处理方法：
- 使用defer和recover：在子协程中使用defer和recover机制捕获异常，确保即使发生异常，也能正常关闭Channel或进行必要的清理操作。
- 监控子协程状态：可以使用一个额外的Channel来传递子协程的完成状态，主协程通过监听该状态Channel来判断所有子协程是否正常完成。

场景一代码实现

package main

import (
    "fmt"
)

func worker(id int, ch <-chan int, done chan<- struct{}) {
    defer func() {
        if r := recover(); r != nil {
            fmt.Printf("Worker %d recovered from panic: %v\n", id, r)
        }
        done <- struct{}{}
    }()
    for data := range ch {
        // 模拟可能出现异常的操作
        if data == 5 {
            panic("Simulated panic")
        }
        fmt.Printf("Worker %d received: %d\n", id, data)
    }
}

func main() {
    ch := make(chan int)
    numWorkers := 3
    done := make(chan struct{}, numWorkers)

    for i := 0; i < numWorkers; i++ {
        go worker(i, ch, done)
    }

    // 发送数据
    for i := 0; i < 10; i++ {
        ch <- i
    }
    close(ch)

    // 等待所有子协程完成
    for i := 0; i < numWorkers; i++ {
        <-done
    }
    close(done)
    fmt.Println("All workers have finished")
}

场景二分析

问题原因：在生产者 - 消费者模型中，生产者结束后，消费者可能还在等待接收数据，因为没有明确的信号告知消费者生产者已结束，从而导致Channel一直处于未关闭状态，造成泄露。
改进方法：
- 明确关闭Channel：生产者完成数据发送后，关闭Channel，这样消费者在读取完所有数据后，会收到通道关闭的信号，从而正常退出。
- 使用context：可以结合context来控制生产者和消费者的生命周期，当生产者结束时，通过context通知消费者退出。

场景二代码实现

方法一：明确关闭Channel

package main

import (
    "fmt"
)

func producer(ch chan<- int) {
    for i := 0; i < 10; i++ {
        ch <- i
    }
    close(ch)
}

func consumer(ch <-chan int) {
    for data := range ch {
        fmt.Printf("Consumer received: %d\n", data)
    }
    fmt.Println("Consumer finished")
}

func main() {
    ch := make(chan int)
    go producer(ch)
    consumer(ch)
}

方法二：使用context

package main

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

func producer(ctx context.Context, ch chan<- int) {
    for i := 0; i < 10; i++ {
        select {
        case ch <- i:
        case <-ctx.Done():
            return
        }
    }
    close(ch)
}

func consumer(ctx context.Context, ch <-chan int) {
    for {
        select {
        case data, ok := <-ch:
            if!ok {
                fmt.Println("Consumer finished")
                return
            }
            fmt.Printf("Consumer received: %d\n", data)
        case <-ctx.Done():
            return
        }
    }
}

func main() {
    ctx, cancel := context.WithTimeout(context.Background(), 5*time.Second)
    defer cancel()

    ch := make(chan int)
    go producer(ctx, ch)
    consumer(ctx, ch)
}

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面试题：Go中多种场景下Channel泄露分析与解决

知识考点

面试题答案

场景一分析

场景一代码实现

场景二分析

场景二代码实现

方法一：明确关闭Channel

方法二：使用context