面试题：如何在Go中检测一个Goroutine是否卡住并给出解决方案？

Question

假设你正在维护一个复杂的Go项目，其中有若干Goroutine，当怀疑某个Goroutine卡住时，如何设计一个机制来检测它，并且针对检测到的卡住情况，给出合理的解决策略，需要结合实际代码示例说明。

Answer 1

1. 检测Goroutine卡住的机制设计

可以通过使用context.Context和定时器来检测Goroutine是否卡住。context.Context用于控制Goroutine的生命周期，定时器用于设置一个时间限制。

以下是一个简单的示例代码：

package main

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

func worker(ctx context.Context) {
    select {
    case <-ctx.Done():
        // 如果收到取消信号，正常退出
        return
    case <-time.After(5 * time.Second):
        // 如果5秒内没有收到取消信号，认为Goroutine卡住
        fmt.Println("Goroutine may be stuck")
    }
    // 实际工作逻辑
    fmt.Println("Worker is working")
}

2. 解决策略

• 优化代码逻辑：检查Goroutine内部的业务逻辑，查看是否有死循环、长时间阻塞的操作（如未设置超时的网络请求等）。例如，如果Goroutine中进行数据库查询，需要设置合理的查询超时。
• 增加日志输出：在Goroutine内部关键节点增加日志输出，便于定位问题。例如：

func worker(ctx context.Context) {
    fmt.Println("Worker started")
    select {
    case <-ctx.Done():
        return
    case <-time.After(5 * time.Second):
        fmt.Println("Goroutine may be stuck")
    }
    fmt.Println("Worker is working")
    fmt.Println("Worker finished")
}

• 使用监控工具：借助Go的pprof工具，分析程序的CPU和内存使用情况，找出性能瓶颈。可以通过net/http/pprof包来暴露相关指标，例如：

package main

import (
    "context"
    "fmt"
    "net/http"
    _ "net/http/pprof"
    "time"
)

func worker(ctx context.Context) {
    select {
    case <-ctx.Done():
        return
    case <-time.After(5 * time.Second):
        fmt.Println("Goroutine may be stuck")
    }
    fmt.Println("Worker is working")
}

func main() {
    go func() {
        http.ListenAndServe(":6060", nil)
    }()

    ctx, cancel := context.WithTimeout(context.Background(), 10*time.Second)
    defer cancel()

    go worker(ctx)

    time.Sleep(15 * time.Second)
}

在浏览器中访问http://localhost:6060/debug/pprof/，可以查看相关性能分析数据。

完整示例

package main

import (
    "context"
    "fmt"
    "net/http"
    _ "net/http/pprof"
    "time"
)

func worker(ctx context.Context) {
    fmt.Println("Worker started")
    select {
    case <-ctx.Done():
        fmt.Println("Worker stopped")
        return
    case <-time.After(5 * time.Second):
        fmt.Println("Goroutine may be stuck")
    }
    fmt.Println("Worker is working")
    fmt.Println("Worker finished")
}

func main() {
    go func() {
        http.ListenAndServe(":6060", nil)
    }()

    ctx, cancel := context.WithTimeout(context.Background(), 10*time.Second)
    defer cancel()

    go worker(ctx)

    time.Sleep(15 * time.Second)
}

此代码通过设置context的超时时间和定时器，检测Goroutine是否卡住，并给出了一些解决策略的示例。