面试题：Go中defer和recover与并发编程的结合

Question

在Go的并发编程场景下，有多个goroutine同时执行不同的任务，其中某个goroutine可能因为数据处理错误触发panic。请设计一个方案，使用defer和recover机制，在主goroutine中捕获并处理这些子goroutine的panic，同时要保证其他正常的goroutine不受影响继续执行。描述整体的设计思路，并编写关键代码实现。还要分析在这种并发场景下使用defer和recover可能面临的问题及解决方案。

Answer 1

设计思路

1. 在每个子goroutine中使用defer语句来捕获panic。
2. 当panic发生时，通过recover函数捕获panic信息。
3. 将捕获到的panic信息通过通道（channel）传递给主goroutine进行处理。
4. 主goroutine从通道接收panic信息并进行相应处理，同时不影响其他正常运行的goroutine。

关键代码实现

package main

import (
    "fmt"
)

func worker(id int, resultChan chan int, panicChan chan interface{}) {
    defer func() {
        if r := recover(); r != nil {
            panicChan <- fmt.Sprintf("goroutine %d panicked: %v", id, r)
        }
    }()

    // 模拟可能发生panic的任务
    if id == 3 {
        panic("模拟数据处理错误")
    }
    result := id * 2
    resultChan <- result
}

func main() {
    numGoroutines := 5
    resultChan := make(chan int, numGoroutines)
    panicChan := make(chan interface{}, numGoroutines)

    for i := 1; i <= numGoroutines; i++ {
        go worker(i, resultChan, panicChan)
    }

    go func() {
        for p := range panicChan {
            fmt.Println(p)
        }
    }()

    for i := 1; i <= numGoroutines; i++ {
        select {
        case result := <-resultChan:
            fmt.Printf("goroutine %d 计算结果: %d\n", i, result)
        }
    }

    close(resultChan)
    close(panicChan)
}

可能面临的问题及解决方案

问题

1. 通道阻塞：如果主goroutine没有及时从panicChan中读取数据，可能导致panicChan阻塞，进而影响子goroutine的recover操作，使得子goroutine无法正常结束。
2. 资源泄漏：如果goroutine在panic后没有正确清理资源，可能导致资源泄漏。

解决方案

1. 针对通道阻塞：可以在主goroutine中启动一个单独的goroutine来处理panicChan中的数据，如代码中的go func() { for p := range panicChan { fmt.Println(p) } }()。这样可以确保panicChan不会阻塞。
2. 针对资源泄漏：在defer函数中除了使用recover捕获panic，还应进行必要的资源清理操作，例如关闭文件、数据库连接等。例如：

func worker(id int, resultChan chan int, panicChan chan interface{}) {
    file, err := os.Open("test.txt")
    if err != nil {
        panic(fmt.Sprintf("打开文件失败: %v", err))
    }
    defer func() {
        file.Close()
        if r := recover(); r != nil {
            panicChan <- fmt.Sprintf("goroutine %d panicked: %v", id, r)
        }
    }()

    // 模拟可能发生panic的任务
    if id == 3 {
        panic("模拟数据处理错误")
    }
    result := id * 2
    resultChan <- result
}

这样可以确保在goroutine发生panic时，文件资源能被正确关闭，避免资源泄漏。