Golang 新手可能會踩的 50 個坑

時間 2019-11-05

標籤 golang 新手可能欄目 Go 简体版

原文原文鏈接

譯文：Golang 新手可能會踩的 50 個坑
原文：50 Shades of Go: Traps, Gotchas, and Common Mistakes
翻譯已獲做者受權，轉載請註明來源。php

不久前發如今知乎這篇質量很高的文章，打算加上本身的理解翻譯一遍。文章分爲三部分：初級篇 1-34，中級篇 35-50，高級篇 51-57html

前言

Go 是一門簡單有趣的編程語言，與其餘語言同樣，在使用時難免會遇到不少坑，不過它們大多不是 Go 自己的設計缺陷。若是你剛從其餘語言轉到 Go，那這篇文章裏的坑多半會踩到。python

若是花時間學習官方 doc、wiki、討論郵件列表、 Rob Pike 的大量文章以及 Go 的源碼，會發現這篇文章中的坑是很常見的，新手跳過這些坑，能減小大量調試代碼的時間。git

初級篇：1-34

1. 左大括號 `{` 不能單獨放一行

在其餘大多數語言中，{ 的位置你自行決定。Go 比較特別，遵照分號注入規則（automatic semicolon injection）：編譯器會在每行代碼尾部特定分隔符後加 ; 來分隔多條語句，好比會在 ) 後加分號：github

// 錯誤示例
func main()                    
{
    println("hello world")
}

// 等效於
func main();    // 無函數體                    
{
    println("hello world")
}

./main.go: missing function body
./main.go: syntax error: unexpected semicolon or newline before {

// 正確示例
func main() {
    println("hello world")
}

2. 未使用的變量

若是在函數體代碼中有未使用的變量，則沒法經過編譯，不過全局變量聲明但不使用是能夠的。golang

即便變量聲明後爲變量賦值，依舊沒法經過編譯，需在某處使用它：shell

// 錯誤示例
var gvar int     // 全局變量，聲明不使用也能夠

func main() {
    var one int     // error: one declared and not used
    two := 2    // error: two declared and not used
    var three int    // error: three declared and not used
    three = 3        
}


// 正確示例
// 能夠直接註釋或移除未使用的變量
func main() {
    var one int
    _ = one
    
    two := 2
    println(two)
    
    var three int
    one = three

    var four int
    four = four
}

3. 未使用的 import

若是你 import 一個包，但包中的變量、函數、接口和結構體一個都沒有用到的話，將編譯失敗。express

可使用 _ 下劃線符號做爲別名來忽略導入的包，從而避免編譯錯誤，這隻會執行 package 的 init()編程

// 錯誤示例
import (
    "fmt"    // imported and not used: "fmt"
    "log"    // imported and not used: "log"
    "time"    // imported and not used: "time"
)

func main() {
}


// 正確示例
// 可使用 goimports 工具來註釋或移除未使用到的包
import (
    _ "fmt"
    "log"
    "time"
)

func main() {
    _ = log.Println
    _ = time.Now
}

4. 簡短聲明的變量只能在函數內部使用

// 錯誤示例
myvar := 1    // syntax error: non-declaration statement outside function body
func main() {
}


// 正確示例
var  myvar = 1
func main() {
}

5. 使用簡短聲明來重複聲明變量

不能用簡短聲明方式來單獨爲一個變量重複聲明， := 左側至少有一個新變量，才容許多變量的重複聲明：json

// 錯誤示例
func main() {  
    one := 0
    one := 1 // error: no new variables on left side of :=
}


// 正確示例
func main() {
    one := 0
    one, two := 1, 2    // two 是新變量，容許 one 的重複聲明。好比 error 處理常常用同名變量 err
    one, two = two, one    // 交換兩個變量值的簡寫
}

6. 不能使用簡短聲明來設置字段的值

struct 的變量字段不能使用 := 來賦值以使用預約義的變量來避免解決：

// 錯誤示例
type info struct {
    result int
}

func work() (int, error) {
    return 3, nil
}

func main() {
    var data info
    data.result, err := work()    // error: non-name data.result on left side of :=
    fmt.Printf("info: %+v\n", data)
}


// 正確示例
func main() {
    var data info
    var err error    // err 須要預聲明

    data.result, err = work()
    if err != nil {
        fmt.Println(err)
        return
    }

    fmt.Printf("info: %+v\n", data)
}

7. 不當心覆蓋了變量

對從動態語言轉過來的開發者來講，簡短聲明很好用，這可能會讓人誤會 := 是一個賦值操做符。

若是你在新的代碼塊中像下邊這樣誤用了 :=，編譯不會報錯，可是變量不會按你的預期工做：

func main() {
    x := 1
    println(x)        // 1
    {
        println(x)    // 1
        x := 2
        println(x)    // 2    // 新的 x 變量的做用域只在代碼塊內部
    }
    println(x)        // 1
}

這是 Go 開發者常犯的錯，並且不易被發現。

可以使用 vet 工具來診斷這種變量覆蓋，Go 默認不作覆蓋檢查，添加 -shadow 選項來啓用：

> go tool vet -shadow main.go
main.go:9: declaration of "x" shadows declaration at main.go:5

注意 vet 不會報告所有被覆蓋的變量，可使用 go-nyet 來作進一步的檢測：

> $GOPATH/bin/go-nyet main.go
main.go:10:3:Shadowing variable `x`

8. 顯式類型的變量沒法使用 nil 來初始化

nil 是 interface、function、pointer、map、slice 和 channel 類型變量的默認初始值。但聲明時不指定類型，編譯器也沒法推斷出變量的具體類型。

// 錯誤示例
func main() {
    var x = nil    // error: use of untyped nil
    _ = x
}


// 正確示例
func main() {
    var x interface{} = nil
    _ = x
}

9. 直接使用值爲 nil 的 slice、map

容許對值爲 nil 的 slice 添加元素，但對值爲 nil 的 map 添加元素則會形成運行時 panic

// map 錯誤示例
func main() {
    var m map[string]int
    m["one"] = 1        // error: panic: assignment to entry in nil map
    // m := make(map[string]int)// map 的正確聲明，分配了實際的內存
}    


// slice 正確示例
func main() {
    var s []int
    s = append(s, 1)
}

10. map 容量

在建立 map 類型的變量時能夠指定容量，但不能像 slice 同樣使用 cap() 來檢測分配空間的大小：

// 錯誤示例
func main() {
    m := make(map[string]int, 99)
    println(cap(m))     // error: invalid argument m1 (type map[string]int) for cap  
}

11. string 類型的變量值不能爲 nil

對那些喜歡用 nil 初始化字符串的人來講，這就是坑：

// 錯誤示例
func main() {
    var s string = nil    // cannot use nil as type string in assignment
    if s == nil {    // invalid operation: s == nil (mismatched types string and nil)
        s = "default"
    }
}


// 正確示例
func main() {
    var s string    // 字符串類型的零值是空串 ""
    if s == "" {
        s = "default"
    }
}

12. Array 類型的值做爲函數參數

在 C/C++ 中，數組（名）是指針。將數組做爲參數傳進函數時，至關於傳遞了數組內存地址的引用，在函數內部會改變該數組的值。

在 Go 中，數組是值。做爲參數傳進函數時，傳遞的是數組的原始值拷貝，此時在函數內部是沒法更新該數組的：

// 數組使用值拷貝傳參
func main() {
    x := [3]int{1,2,3}

    func(arr [3]int) {
        arr[0] = 7
        fmt.Println(arr)    // [7 2 3]
    }(x)
    fmt.Println(x)            // [1 2 3]    // 並非你覺得的 [7 2 3]
}

若是想修改參數數組：

直接傳遞指向這個數組的指針類型：

// 傳址會修改原數據
func main() {
    x := [3]int{1,2,3}

    func(arr *[3]int) {
        (*arr)[0] = 7    
        fmt.Println(arr)    // &[7 2 3]
    }(&x)
    fmt.Println(x)    // [7 2 3]
}

直接使用 slice：即便函數內部獲得的是 slice 的值拷貝，但依舊會更新 slice 的原始數據（底層 array）

// 會修改 slice 的底層 array，從而修改 slice
func main() {
    x := []int{1, 2, 3}
    func(arr []int) {
        arr[0] = 7
        fmt.Println(x)    // [7 2 3]
    }(x)
    fmt.Println(x)    // [7 2 3]
}

13. range 遍歷 slice 和 array 時混淆了返回值

與其餘編程語言中的 for-in 、foreach 遍歷語句不一樣，Go 中的 range 在遍歷時會生成 2 個值，第一個是元素索引，第二個是元素的值：

// 錯誤示例
func main() {
    x := []string{"a", "b", "c"}
    for v := range x {
        fmt.Println(v)    // 1 2 3
    }
}


// 正確示例
func main() {
    x := []string{"a", "b", "c"}
    for _, v := range x {    // 使用 _ 丟棄索引
        fmt.Println(v)
    }
}

14. slice 和 array 實際上是一維數據

看起來 Go 支持多維的 array 和 slice，能夠建立數組的數組、切片的切片，但其實並非。

對依賴動態計算多維數組值的應用來講，就性能和複雜度而言，用 Go 實現的效果並不理想。

可使用原始的一維數組、「獨立「的切片、「共享底層數組」的切片來建立動態的多維數組。

使用原始的一維數組：要作好索引檢查、溢出檢測、以及當數組滿時再添加值時要從新作內存分配。
使用「獨立」的切片分兩步：

建立外部 slice
- 對每一個內部 slice 進行內存分配
  注意內部的 slice 相互獨立，使得任一內部 slice 增縮都不會影響到其餘的 slice

// 使用各自獨立的 6 個 slice 來建立 [2][3] 的動態多維數組
func main() {
    x := 2
    y := 4
    
    table := make([][]int, x)
    for i  := range table {
        table[i] = make([]int, y)
    }
}

使用「共享底層數組」的切片

建立一個存放原始數據的容器 slice
建立其餘的 slice
切割原始 slice 來初始化其餘的 slice

func main() {
    h, w := 2, 4
    raw := make([]int, h*w)

    for i := range raw {
        raw[i] = i
    }

    // 初始化原始 slice
    fmt.Println(raw, &raw[4])    // [0 1 2 3 4 5 6 7] 0xc420012120 
    
    table := make([][]int, h)
    for i := range table {
        
        // 等間距切割原始 slice，建立動態多維數組 table
        // 0: raw[0*4: 0*4 + 4]
        // 1: raw[1*4: 1*4 + 4]
        table[i] = raw[i*w : i*w + w]
    }

    fmt.Println(table, &table[1][0])    // [[0 1 2 3] [4 5 6 7]] 0xc420012120
}

what-is-a-concise-way-to-create-a-2d-slice-in-go

15. 訪問 map 中不存在的 key

和其餘編程語言相似，若是訪問了 map 中不存在的 key 則但願能返回 nil，好比在 PHP 中：

> php -r '$v = ["x"=>1, "y"=>2]; @var_dump($v["z"]);'
NULL

Go 則會返回元素對應數據類型的零值，好比 nil、'' 、false 和 0，取值操做總有值返回，故不能經過取出來的值來判斷 key 是否是在 map 中。

檢查 key 是否存在能夠用 map 直接訪問，檢查返回的第二個參數便可：

// 錯誤的 key 檢測方式
func main() {
    x := map[string]string{"one": "2", "two": "", "three": "3"}
    if v := x["two"]; v == "" {
        fmt.Println("key two is no entry")    // 鍵 two 存不存在都會返回的空字符串
    }
}

// 正確示例
func main() {
    x := map[string]string{"one": "2", "two": "", "three": "3"}
    if _, ok := x["two"]; !ok {
        fmt.Println("key two is no entry")
    }
}

16. string 類型的值是常量，不可更改

嘗試使用索引遍歷字符串，來更新字符串中的個別字符，是不容許的。

string 類型的值是隻讀的二進制 byte slice，若是真要修改字符串中的字符，將 string 轉爲 []byte 修改後，再轉爲 string 便可：

// 修改字符串的錯誤示例
func main() {
    x := "text"
    x[0] = "T"        // error: cannot assign to x[0]
    fmt.Println(x)
}


// 修改示例
func main() {
    x := "text"
    xBytes := []byte(x)
    xBytes[0] = 'T'    // 注意此時的 T 是 rune 類型
    x = string(xBytes)
    fmt.Println(x)    // Text
}

注意： 上邊的示例並非更新字符串的正確姿式，由於一個 UTF8 編碼的字符可能會佔多個字節，好比漢字就須要 3~4 個字節來存儲，此時更新其中的一個字節是錯誤的。

更新字串的正確姿式：將 string 轉爲 rune slice（此時 1 個 rune 可能佔多個 byte），直接更新 rune 中的字符

func main() {
    x := "text"
    xRunes := []rune(x)
    xRunes[0] = '我'
    x = string(xRunes)
    fmt.Println(x)    // 我ext
}

17. string 與 byte slice 之間的轉換

當進行 string 和 byte slice 相互轉換時，參與轉換的是拷貝的原始值。這種轉換的過程，與其餘編程語的強制類型轉換操做不一樣，也和新 slice 與舊 slice 共享底層數組不一樣。

Go 在 string 與 byte slice 相互轉換上優化了兩點，避免了額外的內存分配：

在 map[string] 中查找 key 時，使用了對應的 []byte，避免作 m[string(key)] 的內存分配
使用 for range 迭代 string 轉換爲 []byte 的迭代：for i,v := range []byte(str) {...}

霧：參考原文

18. string 與索引操做符

對字符串用索引訪問返回的不是字符，而是一個 byte 值。

這種處理方式和其餘語言同樣，好比 PHP 中：

> php -r '$name="中文"; var_dump($name);'    # "中文" 佔用 6 個字節
string(6) "中文"

> php -r '$name="中文"; var_dump($name[0]);' # 把第一個字節當作 Unicode 字符讀取，顯示 U+FFFD
string(1) "�"    

> php -r '$name="中文"; var_dump($name[0].$name[1].$name[2]);'
string(3) "中"

func main() {
    x := "ascii"
    fmt.Println(x[0])        // 97
    fmt.Printf("%T\n", x[0])// uint8
}

若是須要使用 for range 迭代訪問字符串中的字符（unicode code point / rune），標準庫中有 "unicode/utf8" 包來作 UTF8 的相關解碼編碼。另外 utf8string 也有像 func (s *String) At(i int) rune 等很方便的庫函數。

19. 字符串並不都是 UTF8 文本

string 的值沒必要是 UTF8 文本，能夠包含任意的值。只有字符串是文字字面值時纔是 UTF8 文本，字串能夠經過轉義來包含其餘數據。

判斷字符串是不是 UTF8 文本，可以使用 "unicode/utf8" 包中的 ValidString() 函數：

func main() {
    str1 := "ABC"
    fmt.Println(utf8.ValidString(str1))    // true

    str2 := "A\xfeC"
    fmt.Println(utf8.ValidString(str2))    // false

    str3 := "A\\xfeC"
    fmt.Println(utf8.ValidString(str3))    // true    // 把轉義字符轉義成字面值
}

20. 字符串的長度

在 Python 中：

data = u'♥'  
print(len(data)) # 1

然而在 Go 中：

func main() {
    char := "♥"
    fmt.Println(len(char))    // 3
}

Go 的內建函數 len() 返回的是字符串的 byte 數量，而不是像 Python 中那樣是計算 Unicode 字符數。

若是要獲得字符串的字符數，可以使用 "unicode/utf8" 包中的 RuneCountInString(str string) (n int)

func main() {
    char := "♥"
    fmt.Println(utf8.RuneCountInString(char))    // 1
}

注意： RuneCountInString 並不老是返回咱們看到的字符數，由於有的字符會佔用 2 個 rune：

func main() {
    char := "é"
    fmt.Println(len(char))    // 3
    fmt.Println(utf8.RuneCountInString(char))    // 2
    fmt.Println("cafe\u0301")    // café    // 法文的 cafe，其實是兩個 rune 的組合
}

參考：normalization

21. 在多行 array、slice、map 語句中缺乏 `,` 號

func main() {
    x := []int {
        1,
        2    // syntax error: unexpected newline, expecting comma or }
    }
    y := []int{1,2,}    
    z := []int{1,2}    
    // ...
}

聲明語句中 } 摺疊到單行後，尾部的 , 不是必需的。

22. `log.Fatal` 和 `log.Panic` 不僅是 log

log 標準庫提供了不一樣的日誌記錄等級，與其餘語言的日誌庫不一樣，Go 的 log 包在調用 Fatal*()、Panic*() 時能作更多日誌外的事，如中斷程序的執行等：

func main() {
    log.Fatal("Fatal level log: log entry")        // 輸出信息後，程序終止執行
    log.Println("Nomal level log: log entry")
}

23. 對內建數據結構的操做並非同步的

儘管 Go 自己有大量的特性來支持併發，但並不保證併發的數據安全，用戶需本身保證變量等數據以原子操做更新。

goroutine 和 channel 是進行原子操做的好方法，或使用 "sync" 包中的鎖。

24. range 迭代 string 獲得的值

range 獲得的索引是字符值（Unicode point / rune）第一個字節的位置，與其餘編程語言不一樣，這個索引並不直接是字符在字符串中的位置。

注意一個字符可能佔多個 rune，好比法文單詞 café 中的 é。操做特殊字符可以使用norm 包。

for range 迭代會嘗試將 string 翻譯爲 UTF8 文本，對任何無效的碼點都直接使用 0XFFFD rune（�）UNicode 替代字符來表示。若是 string 中有任何非 UTF8 的數據，應將 string 保存爲 byte slice 再進行操做。

func main() {
    data := "A\xfe\x02\xff\x04"
    for _, v := range data {
        fmt.Printf("%#x ", v)    // 0x41 0xfffd 0x2 0xfffd 0x4    // 錯誤
    }

    for _, v := range []byte(data) {
        fmt.Printf("%#x ", v)    // 0x41 0xfe 0x2 0xff 0x4    // 正確
    }
}

25. range 迭代 map

若是你但願以特定的順序（如按 key 排序）來迭代 map，要注意每次迭代均可能產生不同的結果。

Go 的運行時是有意打亂迭代順序的，因此你獲得的迭代結果可能不一致。但也並不總會打亂，獲得連續相同的 5 個迭代結果也是可能的，如：

func main() {
    m := map[string]int{"one": 1, "two": 2, "three": 3, "four": 4}
    for k, v := range m {
        fmt.Println(k, v)
    }
}

若是你去 Go Playground 重複運行上邊的代碼，輸出是不會變的，只有你更新代碼它纔會從新編譯。從新編譯後迭代順序是被打亂的：

26. switch 中的 fallthrough 語句

switch 語句中的 case 代碼塊會默認帶上 break，但可使用 fallthrough 來強制執行下一個 case 代碼塊。

func main() {
    isSpace := func(char byte) bool {
        switch char {
        case ' ':    // 空格符會直接 break，返回 false // 和其餘語言不同
        // fallthrough    // 返回 true
        case '\t':
            return true
        }
        return false
    }
    fmt.Println(isSpace('\t'))    // true
    fmt.Println(isSpace(' '))    // false
}

不過你能夠在 case 代碼塊末尾使用 fallthrough，強制執行下一個 case 代碼塊。

也能夠改寫 case 爲多條件判斷：

func main() {
    isSpace := func(char byte) bool {
        switch char {
        case ' ', '\t':
            return true
        }
        return false
    }
    fmt.Println(isSpace('\t'))    // true
    fmt.Println(isSpace(' '))    // true
}

27. 自增和自減運算

不少編程語言都自帶前置後置的 ++、-- 運算。但 Go 特立獨行，去掉了前置操做，同時 ++、— 只做爲運算符而非表達式。

// 錯誤示例
func main() {
    data := []int{1, 2, 3}
    i := 0
    ++i            // syntax error: unexpected ++, expecting }
    fmt.Println(data[i++])    // syntax error: unexpected ++, expecting :
}


// 正確示例
func main() {
    data := []int{1, 2, 3}
    i := 0
    i++
    fmt.Println(data[i])    // 2
}

28. 按位取反

不少編程語言使用 ~ 做爲一元按位取反（NOT）操做符，Go 重用 ^ XOR 操做符來按位取反：

// 錯誤的取反操做
func main() {
    fmt.Println(~2)        // bitwise complement operator is ^
}


// 正確示例
func main() {
    var d uint8 = 2
    fmt.Printf("%08b\n", d)        // 00000010
    fmt.Printf("%08b\n", ^d)    // 11111101
}

同時 ^ 也是按位異或（XOR）操做符。

一個操做符能重用兩次，是由於一元的 NOT 操做 NOT 0x02，與二元的 XOR 操做 0x22 XOR 0xff 是一致的。

Go 也有特殊的操做符 AND NOT &^ 操做符，不一樣位才取1。

func main() {
    var a uint8 = 0x82
    var b uint8 = 0x02
    fmt.Printf("%08b [A]\n", a)
    fmt.Printf("%08b [B]\n", b)

    fmt.Printf("%08b (NOT B)\n", ^b)
    fmt.Printf("%08b ^ %08b = %08b [B XOR 0xff]\n", b, 0xff, b^0xff)

    fmt.Printf("%08b ^ %08b = %08b [A XOR B]\n", a, b, a^b)
    fmt.Printf("%08b & %08b = %08b [A AND B]\n", a, b, a&b)
    fmt.Printf("%08b &^%08b = %08b [A 'AND NOT' B]\n", a, b, a&^b)
    fmt.Printf("%08b&(^%08b)= %08b [A AND (NOT B)]\n", a, b, a&(^b))
}

10000010 [A]
00000010 [B]
11111101 (NOT B)
00000010 ^ 11111111 = 11111101 [B XOR 0xff]
10000010 ^ 00000010 = 10000000 [A XOR B]
10000010 & 00000010 = 00000010 [A AND B]
10000010 &^00000010 = 10000000 [A 'AND NOT' B]
10000010&(^00000010)= 10000000 [A AND (NOT B)]

29. 運算符的優先級

除了位清除（bit clear）操做符，Go 也有不少和其餘語言同樣的位操做符，但優先級另當別論。

func main() {
    fmt.Printf("0x2 & 0x2 + 0x4 -> %#x\n", 0x2&0x2+0x4)    // & 優先 +
    //prints: 0x2 & 0x2 + 0x4 -> 0x6
    //Go:    (0x2 & 0x2) + 0x4
    //C++:    0x2 & (0x2 + 0x4) -> 0x2

    fmt.Printf("0x2 + 0x2 << 0x1 -> %#x\n", 0x2+0x2<<0x1)    // << 優先 +
    //prints: 0x2 + 0x2 << 0x1 -> 0x6
    //Go:     0x2 + (0x2 << 0x1)
    //C++:   (0x2 + 0x2) << 0x1 -> 0x8

    fmt.Printf("0xf | 0x2 ^ 0x2 -> %#x\n", 0xf|0x2^0x2)    // | 優先 ^
    //prints: 0xf | 0x2 ^ 0x2 -> 0xd
    //Go:    (0xf | 0x2) ^ 0x2
    //C++:    0xf | (0x2 ^ 0x2) -> 0xf
}

優先級列表：

Precedence    Operator
    5             *  /  %  <<  >>  &  &^
    4             +  -  |  ^
    3             ==  !=  <  <=  >  >=
    2             &&
    1             ||

30. 不導出的 struct 字段沒法被 encode

以小寫字母開頭的字段成員是沒法被外部直接訪問的，因此 struct 在進行 json、xml、gob 等格式的 encode 操做時，這些私有字段會被忽略，導出時獲得零值：

func main() {
    in := MyData{1, "two"}
    fmt.Printf("%#v\n", in)    // main.MyData{One:1, two:"two"}

    encoded, _ := json.Marshal(in)
    fmt.Println(string(encoded))    // {"One":1}    // 私有字段 two 被忽略了

    var out MyData
    json.Unmarshal(encoded, &out)
    fmt.Printf("%#v\n", out)     // main.MyData{One:1, two:""}
}

31. 程序退出時還有 goroutine 在執行

程序默認不等全部 goroutine 都執行完才退出，這點須要特別注意：

// 主程序會直接退出
func main() {
    workerCount := 2
    for i := 0; i < workerCount; i++ {
        go doIt(i)
    }
    time.Sleep(1 * time.Second)
    fmt.Println("all done!")
}

func doIt(workerID int) {
    fmt.Printf("[%v] is running\n", workerID)
    time.Sleep(3 * time.Second)        // 模擬 goroutine 正在執行 
    fmt.Printf("[%v] is done\n", workerID)
}

以下，main() 主程序不等兩個 goroutine 執行完就直接退出了：

經常使用解決辦法：使用 "WaitGroup" 變量，它會讓主程序等待全部 goroutine 執行完畢再退出。

若是你的 goroutine 要作消息的循環處理等耗時操做，能夠向它們發送一條 kill 消息來關閉它們。或直接關閉一個它們都等待接收數據的 channel：

// 等待全部 goroutine 執行完畢
// 進入死鎖
func main() {
    var wg sync.WaitGroup
    done := make(chan struct{})

    workerCount := 2
    for i := 0; i < workerCount; i++ {
        wg.Add(1)
        go doIt(i, done, wg)
    }

    close(done)
    wg.Wait()
    fmt.Println("all done!")
}

func doIt(workerID int, done <-chan struct{}, wg sync.WaitGroup) {
    fmt.Printf("[%v] is running\n", workerID)
    defer wg.Done()
    <-done
    fmt.Printf("[%v] is done\n", workerID)
}

執行結果：

看起來好像 goroutine 都執行完了，然而報錯：

fatal error: all goroutines are asleep - deadlock!

爲何會發生死鎖？goroutine 在退出前調用了 wg.Done() ，程序應該正常退出的。

緣由是 goroutine 獲得的 "WaitGroup" 變量是 var wg WaitGroup 的一份拷貝值，即 doIt() 傳參只傳值。因此哪怕在每一個 goroutine 中都調用了 wg.Done()，主程序中的 wg 變量並不會受到影響。

// 等待全部 goroutine 執行完畢
// 使用傳址方式爲 WaitGroup 變量傳參
// 使用 channel 關閉 goroutine

func main() {
    var wg sync.WaitGroup
    done := make(chan struct{})
    ch := make(chan interface{})

    workerCount := 2
    for i := 0; i < workerCount; i++ {
        wg.Add(1)
        go doIt(i, ch, done, &wg)    // wg 傳指針，doIt() 內部會改變 wg 的值
    }

    for i := 0; i < workerCount; i++ {    // 向 ch 中發送數據，關閉 goroutine
        ch <- i
    }

    close(done)
    wg.Wait()
    close(ch)
    fmt.Println("all done!")
}

func doIt(workerID int, ch <-chan interface{}, done <-chan struct{}, wg *sync.WaitGroup) {
    fmt.Printf("[%v] is running\n", workerID)
    defer wg.Done()
    for {
        select {
        case m := <-ch:
            fmt.Printf("[%v] m => %v\n", workerID, m)
        case <-done:
            fmt.Printf("[%v] is done\n", workerID)
            return
        }
    }
}

運行效果：

32. 向無緩衝的 channel 發送數據，只要 receiver 準備好了就會馬上返回

只有在數據被 receiver 處理時，sender 纔會阻塞。因運行環境而異，在 sender 發送完數據後，receiver 的 goroutine 可能沒有足夠的時間處理下一個數據。如：

func main() {
    ch := make(chan string)

    go func() {
        for m := range ch {
            fmt.Println("Processed:", m)
            time.Sleep(1 * time.Second)    // 模擬須要長時間運行的操做
        }
    }()

    ch <- "cmd.1"
    ch <- "cmd.2" // 不會被接收處理
}

運行效果：

33. 向已關閉的 channel 發送數據會形成 panic

從已關閉的 channel 接收數據是安全的：

接收狀態值 ok 是 false 時代表 channel 中已沒有數據能夠接收了。相似的，從有緩衝的 channel 中接收數據，緩存的數據獲取完再沒有數據可取時，狀態值也是 false

向已關閉的 channel 中發送數據會形成 panic：

func main() {
    ch := make(chan int)
    for i := 0; i < 3; i++ {
        go func(idx int) {
            ch <- idx
        }(i)
    }

    fmt.Println(<-ch)        // 輸出第一個發送的值
    close(ch)            // 不能關閉，還有其餘的 sender
    time.Sleep(2 * time.Second)    // 模擬作其餘的操做
}

運行結果：

針對上邊有 bug 的這個例子，可以使用一個廢棄 channel done 來告訴剩餘的 goroutine 無需再向 ch 發送數據。此時 <- done 的結果是 {}：

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

    for i := 0; i < 3; i++ {
        go func(idx int) {
            select {
            case ch <- (idx + 1) * 2:
                fmt.Println(idx, "Send result")
            case <-done:
                fmt.Println(idx, "Exiting")
            }
        }(i)
    }

    fmt.Println("Result: ", <-ch)
    close(done)
    time.Sleep(3 * time.Second)
}

運行效果：

34. 使用了值爲 `nil` 的 channel

在一個值爲 nil 的 channel 上發送和接收數據將永久阻塞：

func main() {
    var ch chan int // 未初始化，值爲 nil
    for i := 0; i < 3; i++ {
        go func(i int) {
            ch <- i
        }(i)
    }

    fmt.Println("Result: ", <-ch)
    time.Sleep(2 * time.Second)
}

runtime 死鎖錯誤：

fatal error: all goroutines are asleep - deadlock!
goroutine 1 [chan receive (nil chan)]

利用這個死鎖的特性，能夠用在 select 中動態的打開和關閉 case 語句塊：

func main() {
    inCh := make(chan int)
    outCh := make(chan int)

    go func() {
        var in <-chan int = inCh
        var out chan<- int
        var val int

        for {
            select {
            case out <- val:
                println("--------")
                out = nil
                in = inCh
            case val = <-in:
                println("++++++++++")
                out = outCh
                in = nil
            }
        }
    }()

    go func() {
        for r := range outCh {
            fmt.Println("Result: ", r)
        }
    }()

    time.Sleep(0)
    inCh <- 1
    inCh <- 2
    time.Sleep(3 * time.Second)
}

運行效果：

34. 若函數 receiver 傳參是傳值方式，則沒法修改參數的原有值

方法 receiver 的參數與通常函數的參數相似：若是聲明爲值，那方法體獲得的是一份參數的值拷貝，此時對參數的任何修改都不會對原有值產生影響。

除非 receiver 參數是 map 或 slice 類型的變量，而且是以指針方式更新 map 中的字段、slice 中的元素的，纔會更新原有值:

type data struct {
    num   int
    key   *string
    items map[string]bool
}

func (this *data) pointerFunc() {
    this.num = 7
}

func (this data) valueFunc() {
    this.num = 8
    *this.key = "valueFunc.key"
    this.items["valueFunc"] = true
}

func main() {
    key := "key1"

    d := data{1, &key, make(map[string]bool)}
    fmt.Printf("num=%v  key=%v  items=%v\n", d.num, *d.key, d.items)

    d.pointerFunc()    // 修改 num 的值爲 7
    fmt.Printf("num=%v  key=%v  items=%v\n", d.num, *d.key, d.items)

    d.valueFunc()    // 修改 key 和 items 的值
    fmt.Printf("num=%v  key=%v  items=%v\n", d.num, *d.key, d.items)
}

運行結果：

中級篇：35-50

35. 關閉 HTTP 的響應體

使用 HTTP 標準庫發起請求、獲取響應時，即便你不從響應中讀取任何數據或響應爲空，都須要手動關閉響應體。新手很容易忘記手動關閉，或者寫在了錯誤的位置：

// 請求失敗形成 panic
func main() {
    resp, err := http.Get("https://api.ipify.org?format=json")
    defer resp.Body.Close()    // resp 可能爲 nil，不能讀取 Body
    if err != nil {
        fmt.Println(err)
        return
    }

    body, err := ioutil.ReadAll(resp.Body)
    checkError(err)

    fmt.Println(string(body))
}

func checkError(err error) {
    if err != nil{
        log.Fatalln(err)
    }
}

上邊的代碼能正確發起請求，可是一旦請求失敗，變量 resp 值爲 nil，形成 panic：

panic: runtime error: invalid memory address or nil pointer dereference

應該先檢查 HTTP 響應錯誤爲 nil，再調用 resp.Body.Close() 來關閉響應體：

// 大多數狀況正確的示例
func main() {
    resp, err := http.Get("https://api.ipify.org?format=json")
    checkError(err)
    
    defer resp.Body.Close()    // 絕大多數狀況下的正確關閉方式
    body, err := ioutil.ReadAll(resp.Body)
    checkError(err)

    fmt.Println(string(body))
}

輸出：

Get https://api.ipify.org?format=...: x509: certificate signed by unknown authority

絕大多數請求失敗的狀況下，resp 的值爲 nil 且 err 爲 non-nil。但若是你獲得的是重定向錯誤，那它倆的值都是 non-nil，最後依舊可能發生內存泄露。2 個解決辦法：

能夠直接在處理 HTTP 響應錯誤的代碼塊中，直接關閉非 nil 的響應體。
手動調用 defer 來關閉響應體：

// 正確示例
func main() {
    resp, err := http.Get("http://www.baidu.com")
    
    // 關閉 resp.Body 的正確姿式
    if resp != nil {
        defer resp.Body.Close()
    }

    checkError(err)
    defer resp.Body.Close()

    body, err := ioutil.ReadAll(resp.Body)
    checkError(err)

    fmt.Println(string(body))
}

resp.Body.Close() 早先版本的實現是讀取響應體的數據以後丟棄，保證了 keep-alive 的 HTTP 鏈接能重用處理不止一個請求。但 Go 的最新版本將讀取並丟棄數據的任務交給了用戶，若是你不處理，HTTP 鏈接可能會直接關閉而非重用，參考在 Go 1.5 版本文檔。

若是程序大量重用 HTTP 長鏈接，你可能要在處理響應的邏輯代碼中加入：

_, err = io.Copy(ioutil.Discard, resp.Body)    // 手動丟棄讀取完畢的數據

若是你須要完整讀取響應，上邊的代碼是須要寫的。好比在解碼 API 的 JSON 響應數據：

json.NewDecoder(resp.Body).Decode(&data)

36. 關閉 HTTP 鏈接

一些支持 HTTP1.1 或 HTTP1.0 配置了 connection: keep-alive 選項的服務器會保持一段時間的長鏈接。但標準庫 "net/http" 的鏈接默認只在服務器主動要求關閉時才斷開，因此你的程序可能會消耗完 socket 描述符。解決辦法有 2 個，請求結束後：

直接設置請求變量的 Close 字段值爲 true，每次請求結束後就會主動關閉鏈接。
設置 Header 請求頭部選項 Connection: close，而後服務器返回的響應頭部也會有這個選項，此時 HTTP 標準庫會主動斷開鏈接。

// 主動關閉鏈接
func main() {
    req, err := http.NewRequest("GET", "http://golang.org", nil)
    checkError(err)

    req.Close = true
    //req.Header.Add("Connection", "close")    // 等效的關閉方式

    resp, err := http.DefaultClient.Do(req)
    if resp != nil {
        defer resp.Body.Close()
    }
    checkError(err)

    body, err := ioutil.ReadAll(resp.Body)
    checkError(err)

    fmt.Println(string(body))
}

你能夠建立一個自定義配置的 HTTP transport 客戶端，用來取消 HTTP 全局的複用鏈接：

func main() {
    tr := http.Transport{DisableKeepAlives: true}
    client := http.Client{Transport: &tr}

    resp, err := client.Get("https://golang.google.cn/")
    if resp != nil {
        defer resp.Body.Close()
    }
    checkError(err)

    fmt.Println(resp.StatusCode)    // 200

    body, err := ioutil.ReadAll(resp.Body)
    checkError(err)

    fmt.Println(len(string(body)))
}

根據需求選擇使用場景：

若你的程序要向同一服務器發大量請求，使用默認的保持長鏈接。
若你的程序要鏈接大量的服務器，且每臺服務器只請求一兩次，那收到請求後直接關閉鏈接。或增長最大文件打開數 fs.file-max 的值。

37. 將 JSON 中的數字解碼爲 interface 類型

在 encode/decode JSON 數據時，Go 默認會將數值當作 float64 處理，好比下邊的代碼會形成 panic：

func main() {
    var data = []byte(`{"status": 200}`)
    var result map[string]interface{}

    if err := json.Unmarshal(data, &result); err != nil {
        log.Fatalln(err)
    }

    fmt.Printf("%T\n", result["status"])    // float64
    var status = result["status"].(int)    // 類型斷言錯誤
    fmt.Println("Status value: ", status)
}

panic: interface conversion: interface {} is float64, not int

若是你嘗試 decode 的 JSON 字段是整型，你能夠：

將 int 值轉爲 float 統一使用
將 decode 後須要的 float 值轉爲 int 使用

// 將 decode 的值轉爲 int 使用
func main() {
    var data = []byte(`{"status": 200}`)
    var result map[string]interface{}

    if err := json.Unmarshal(data, &result); err != nil {
        log.Fatalln(err)
    }

    var status = uint64(result["status"].(float64))
    fmt.Println("Status value: ", status)
}

使用 Decoder 類型來 decode JSON 數據，明確表示字段的值類型

// 指定字段類型
func main() {
    var data = []byte(`{"status": 200}`)
    var result map[string]interface{}
    
    var decoder = json.NewDecoder(bytes.NewReader(data))
    decoder.UseNumber()

    if err := decoder.Decode(&result); err != nil {
        log.Fatalln(err)
    }

    var status, _ = result["status"].(json.Number).Int64()
    fmt.Println("Status value: ", status)
}

 // 你可使用 string 來存儲數值數據，在 decode 時再決定按 int 仍是 float 使用
 // 將數據轉爲 decode 爲 string
 func main() {
     var data = []byte({"status": 200})
      var result map[string]interface{}
      var decoder = json.NewDecoder(bytes.NewReader(data))
      decoder.UseNumber()
      if err := decoder.Decode(&result); err != nil {
          log.Fatalln(err)
      }
    var status uint64
      err := json.Unmarshal([]byte(result["status"].(json.Number).String()), &status);
    checkError(err)
       fmt.Println("Status value: ", status)
}

- 使用 struct 類型將你須要的數據映射爲數值型

// struct 中指定字段類型
func main() {
      var data = []byte(`{"status": 200}`)
      var result struct {
          Status uint64 `json:"status"`
      }

      err := json.NewDecoder(bytes.NewReader(data)).Decode(&result)
      checkError(err)
    fmt.Printf("Result: %+v", result)
}

可使用 struct 將數值類型映射爲 json.RawMessage 原生數據類型
適用於若是 JSON 數據不着急 decode 或 JSON 某個字段的值類型不固定等狀況：

// 狀態名稱多是 int 也多是 string，指定爲 json.RawMessage 類型
func main() {
    records := [][]byte{
        []byte(`{"status":200, "tag":"one"}`),
        []byte(`{"status":"ok", "tag":"two"}`),
    }

    for idx, record := range records {
        var result struct {
            StatusCode uint64
            StatusName string
            Status     json.RawMessage `json:"status"`
            Tag        string          `json:"tag"`
        }

        err := json.NewDecoder(bytes.NewReader(record)).Decode(&result)
        checkError(err)

        var name string
        err = json.Unmarshal(result.Status, &name)
        if err == nil {
            result.StatusName = name
        }

        var code uint64
        err = json.Unmarshal(result.Status, &code)
        if err == nil {
            result.StatusCode = code
        }

        fmt.Printf("[%v] result => %+v\n", idx, result)
    }
}

38. struct、array、slice 和 map 的值比較

可使用相等運算符 == 來比較結構體變量，前提是兩個結構體的成員都是可比較的類型：

type data struct {
    num     int
    fp      float32
    complex complex64
    str     string
    char    rune
    yes     bool
    events  <-chan string
    handler interface{}
    ref     *byte
    raw     [10]byte
}

func main() {
    v1 := data{}
    v2 := data{}
    fmt.Println("v1 == v2: ", v1 == v2)    // true
}

若是兩個結構體中有任意成員是不可比較的，將會形成編譯錯誤。注意數組成員只有在數組元素可比較時候纔可比較。

type data struct {
    num    int
    checks [10]func() bool        // 沒法比較
    doIt   func() bool        // 沒法比較
    m      map[string]string    // 沒法比較
    bytes  []byte            // 沒法比較
}

func main() {
    v1 := data{}
    v2 := data{}

    fmt.Println("v1 == v2: ", v1 == v2)
}

invalid operation: v1 == v2 (struct containing [10]func() bool cannot be compared)

Go 提供了一些庫函數來比較那些沒法使用 == 比較的變量，好比使用 "reflect" 包的 DeepEqual() ：

// 比較相等運算符沒法比較的元素
func main() {
    v1 := data{}
    v2 := data{}
    fmt.Println("v1 == v2: ", reflect.DeepEqual(v1, v2))    // true

    m1 := map[string]string{"one": "a", "two": "b"}
    m2 := map[string]string{"two": "b", "one": "a"}
    fmt.Println("v1 == v2: ", reflect.DeepEqual(m1, m2))    // true

    s1 := []int{1, 2, 3}
    s2 := []int{1, 2, 3}
       // 注意兩個 slice 相等，值和順序必須一致
    fmt.Println("v1 == v2: ", reflect.DeepEqual(s1, s2))    // true
}

這種比較方式可能比較慢，根據你的程序需求來使用。DeepEqual() 還有其餘用法：

func main() {
    var b1 []byte = nil
    b2 := []byte{}
    fmt.Println("b1 == b2: ", reflect.DeepEqual(b1, b2))    // false
}

注意：

DeepEqual() 並不總適合於比較 slice

func main() {
    var str = "one"
    var in interface{} = "one"
    fmt.Println("str == in: ", reflect.DeepEqual(str, in))    // true

    v1 := []string{"one", "two"}
    v2 := []string{"two", "one"}
    fmt.Println("v1 == v2: ", reflect.DeepEqual(v1, v2))    // false

    data := map[string]interface{}{
        "code":  200,
        "value": []string{"one", "two"},
    }
    encoded, _ := json.Marshal(data)
    var decoded map[string]interface{}
    json.Unmarshal(encoded, &decoded)
    fmt.Println("data == decoded: ", reflect.DeepEqual(data, decoded))    // false
}

若是要大小寫不敏感來比較 byte 或 string 中的英文文本，可使用 "bytes" 或 "strings" 包的 ToUpper() 和 ToLower() 函數。比較其餘語言的 byte 或 string，應使用 bytes.EqualFold() 和 strings.EqualFold()

若是 byte slice 中含有驗證用戶身份的數據（密文哈希、token 等），不該再使用 reflect.DeepEqual()、bytes.Equal()、 bytes.Compare()。這三個函數容易對程序形成 timing attacks，此時應使用 "crypto/subtle" 包中的 subtle.ConstantTimeCompare() 等函數

reflect.DeepEqual() 認爲空 slice 與 nil slice 並不相等，但注意 byte.Equal() 會認爲兩者相等：

func main() {
    var b1 []byte = nil
    b2 := []byte{}

    // b1 與 b2 長度相等、有相同的字節序
    // nil 與 slice 在字節上是相同的
    fmt.Println("b1 == b2: ", bytes.Equal(b1, b2))    // true
}

39. 從 panic 中恢復

在一個 defer 延遲執行的函數中調用 recover() ，它便能捕捉 / 中斷 panic

// 錯誤的 recover 調用示例
func main() {
    recover()    // 什麼都不會捕捉
    panic("not good")    // 發生 panic，主程序退出
    recover()    // 不會被執行
    println("ok")
}

// 正確的 recover 調用示例
func main() {
    defer func() {
        fmt.Println("recovered: ", recover())
    }()
    panic("not good")
}

從上邊能夠看出，recover() 僅在 defer 執行的函數中調用纔會生效。

// 錯誤的調用示例
func main() {
    defer func() {
        doRecover()
    }()
    panic("not good")
}

func doRecover() {
    fmt.Println("recobered: ", recover())
}

recobered: <nil> panic: not good

40. 在 range 迭代 slice、array、map 時經過更新引用來更新元素

在 range 迭代中，獲得的值實際上是元素的一份值拷貝，更新拷貝並不會更改原來的元素，便是拷貝的地址並非原有元素的地址：

func main() {
    data := []int{1, 2, 3}
    for _, v := range data {
        v *= 10        // data 中原有元素是不會被修改的
    }
    fmt.Println("data: ", data)    // data:  [1 2 3]
}

若是要修改原有元素的值，應該使用索引直接訪問：

func main() {
    data := []int{1, 2, 3}
    for i, v := range data {
        data[i] = v * 10    
    }
    fmt.Println("data: ", data)    // data:  [10 20 30]
}

若是你的集合保存的是指向值的指針，需稍做修改。依舊須要使用索引訪問元素，不過可使用 range 出來的元素直接更新原有值：

func main() {
    data := []*struct{ num int }{{1}, {2}, {3},}
    for _, v := range data {
        v.num *= 10    // 直接使用指針更新
    }
    fmt.Println(data[0], data[1], data[2])    // &{10} &{20} &{30}
}

41. slice 中隱藏的數據

從 slice 中從新切出新 slice 時，新 slice 會引用原 slice 的底層數組。若是跳了這個坑，程序可能會分配大量的臨時 slice 來指向原底層數組的部分數據，將致使難以預料的內存使用。

func get() []byte {
    raw := make([]byte, 10000)
    fmt.Println(len(raw), cap(raw), &raw[0])    // 10000 10000 0xc420080000
    return raw[:3]    // 從新分配容量爲 10000 的 slice
}

func main() {
    data := get()
    fmt.Println(len(data), cap(data), &data[0])    // 3 10000 0xc420080000
}

能夠經過拷貝臨時 slice 的數據，而不是從新切片來解決：

func get() (res []byte) {
    raw := make([]byte, 10000)
    fmt.Println(len(raw), cap(raw), &raw[0])    // 10000 10000 0xc420080000
    res = make([]byte, 3)
    copy(res, raw[:3])
    return
}

func main() {
    data := get()
    fmt.Println(len(data), cap(data), &data[0])    // 3 3 0xc4200160b8
}

42. Slice 中數據的誤用

舉個簡單例子，重寫文件路徑（存儲在 slice 中）

分割路徑來指向每一個不一樣級的目錄，修改第一個目錄名再重組子目錄名，建立新路徑：

// 錯誤使用 slice 的拼接示例
func main() {
    path := []byte("AAAA/BBBBBBBBB")
    sepIndex := bytes.IndexByte(path, '/') // 4
    println(sepIndex)

    dir1 := path[:sepIndex]
    dir2 := path[sepIndex+1:]
    println("dir1: ", string(dir1))        // AAAA
    println("dir2: ", string(dir2))        // BBBBBBBBB

    dir1 = append(dir1, "suffix"...)
       println("current path: ", string(path))    // AAAAsuffixBBBB
    
    path = bytes.Join([][]byte{dir1, dir2}, []byte{'/'})
    println("dir1: ", string(dir1))        // AAAAsuffix
    println("dir2: ", string(dir2))        // uffixBBBB

    println("new path: ", string(path))    // AAAAsuffix/uffixBBBB    // 錯誤結果
}

拼接的結果不是正確的 AAAAsuffix/BBBBBBBBB，由於 dir一、 dir2 兩個 slice 引用的數據都是 path 的底層數組，第 13 行修改 dir1 同時也修改了 path，也致使了 dir2 的修改

解決方法：

從新分配新的 slice 並拷貝你須要的數據
使用完整的 slice 表達式：input[low:high:max]，容量便調整爲 max - low

// 使用 full slice expression
func main() {

    path := []byte("AAAA/BBBBBBBBB")
    sepIndex := bytes.IndexByte(path, '/') // 4
    dir1 := path[:sepIndex:sepIndex]        // 此時 cap(dir1) 指定爲4， 而不是先前的 16
    dir2 := path[sepIndex+1:]
    dir1 = append(dir1, "suffix"...)

    path = bytes.Join([][]byte{dir1, dir2}, []byte{'/'})
    println("dir1: ", string(dir1))        // AAAAsuffix
    println("dir2: ", string(dir2))        // BBBBBBBBB
    println("new path: ", string(path))    // AAAAsuffix/BBBBBBBBB
}

第 6 行中第三個參數是用來控制 dir1 的新容量，再往 dir1 中 append 超額元素時，將分配新的 buffer 來保存。而不是覆蓋原來的 path 底層數組

43. 舊 slice

當你從一個已存在的 slice 建立新 slice 時，兩者的數據指向相同的底層數組。若是你的程序使用這個特性，那須要注意 "舊"（stale） slice 問題。

某些狀況下，向一個 slice 中追加元素而它指向的底層數組容量不足時，將會從新分配一個新數組來存儲數據。而其餘 slice 還指向原來的舊底層數組。

// 超過容量將從新分配數組來拷貝值、從新存儲
func main() {
    s1 := []int{1, 2, 3}
    fmt.Println(len(s1), cap(s1), s1)    // 3 3 [1 2 3 ]

    s2 := s1[1:]
    fmt.Println(len(s2), cap(s2), s2)    // 2 2 [2 3]

    for i := range s2 {
        s2[i] += 20
    }
    // 此時的 s1 與 s2 是指向同一個底層數組的
    fmt.Println(s1)        // [1 22 23]
    fmt.Println(s2)        // [22 23]

    s2 = append(s2, 4)    // 向容量爲 2 的 s2 中再追加元素，此時將分配新數組來存

    for i := range s2 {
        s2[i] += 10
    }
    fmt.Println(s1)        // [1 22 23]    // 此時的 s1 再也不更新，爲舊數據
    fmt.Println(s2)        // [32 33 14]
}

44. 類型聲明與方法

從一個現有的非 interface 類型建立新類型時，並不會繼承原有的方法：

// 定義 Mutex 的自定義類型
type myMutex sync.Mutex

func main() {
    var mtx myMutex
    mtx.Lock()
    mtx.UnLock()
}

mtx.Lock undefined (type myMutex has no field or method Lock)...

若是你須要使用原類型的方法，可將原類型以匿名字段的形式嵌到你定義的新 struct 中：

// 類型以字段形式直接嵌入
type myLocker struct {
    sync.Mutex
}

func main() {
    var locker myLocker
    locker.Lock()
    locker.Unlock()
}

interface 類型聲明也保留它的方法集：

type myLocker sync.Locker

func main() {
    var locker myLocker
    locker.Lock()
    locker.Unlock()
}

45. 跳出 for-switch 和 for-select 代碼塊

沒有指定標籤的 break 只會跳出 switch/select 語句，若不能使用 return 語句跳出的話，可爲 break 跳出標籤指定的代碼塊：

// break 配合 label 跳出指定代碼塊
func main() {
loop:
    for {
        switch {
        case true:
            fmt.Println("breaking out...")
            //break    // 死循環，一直打印 breaking out...
            break loop
        }
    }
    fmt.Println("out...")
}

goto 雖然也能跳轉到指定位置，但依舊會再次進入 for-switch，死循環。

46. for 語句中的迭代變量與閉包函數

for 語句中的迭代變量在每次迭代中都會重用，即 for 中建立的閉包函數接收到的參數始終是同一個變量，在 goroutine 開始執行時都會獲得同一個迭代值：

func main() {
    data := []string{"one", "two", "three"}

    for _, v := range data {
        go func() {
            fmt.Println(v)
        }()
    }

    time.Sleep(3 * time.Second)
    // 輸出 three three three
}

最簡單的解決方法：無需修改 goroutine 函數，在 for 內部使用局部變量保存迭代值，再傳參：

func main() {
    data := []string{"one", "two", "three"}

    for _, v := range data {
        vCopy := v
        go func() {
            fmt.Println(vCopy)
        }()
    }

    time.Sleep(3 * time.Second)
    // 輸出 one two three
}

另外一個解決方法：直接將當前的迭代值以參數形式傳遞給匿名函數：

func main() {
    data := []string{"one", "two", "three"}

    for _, v := range data {
        go func(in string) {
            fmt.Println(in)
        }(v)
    }

    time.Sleep(3 * time.Second)
    // 輸出 one two three
}

注意下邊這個稍複雜的 3 個示例區別：

type field struct {
    name string
}

func (p *field) print() {
    fmt.Println(p.name)
}

// 錯誤示例
func main() {
    data := []field{{"one"}, {"two"}, {"three"}}
    for _, v := range data {
        go v.print()
    }
    time.Sleep(3 * time.Second)
    // 輸出 three three three 
}


// 正確示例
func main() {
    data := []field{{"one"}, {"two"}, {"three"}}
    for _, v := range data {
        v := v
        go v.print()
    }
    time.Sleep(3 * time.Second)
    // 輸出 one two three
}

// 正確示例
func main() {
    data := []*field{{"one"}, {"two"}, {"three"}}
    for _, v := range data {    // 此時迭代值 v 是三個元素值的地址，每次 v 指向的值不一樣
        go v.print()
    }
    time.Sleep(3 * time.Second)
    // 輸出 one two three
}

47. defer 函數的參數值

對 defer 延遲執行的函數，它的參數會在聲明時候就會求出具體值，而不是在執行時才求值：

// 在 defer 函數中參數會提早求值
func main() {
    var i = 1
    defer fmt.Println("result: ", func() int { return i * 2 }())
    i++
}

result: 2

48. defer 函數的執行時機

對 defer 延遲執行的函數，會在調用它的函數結束時執行，而不是在調用它的語句塊結束時執行，注意區分開。

好比在一個長時間執行的函數裏，內部 for 循環中使用 defer 來清理每次迭代產生的資源調用，就會出現問題：

// 命令行參數指定目錄名
// 遍歷讀取目錄下的文件
func main() {

    if len(os.Args) != 2 {
        os.Exit(1)
    }

    dir := os.Args[1]
    start, err := os.Stat(dir)
    if err != nil || !start.IsDir() {
        os.Exit(2)
    }

    var targets []string
    filepath.Walk(dir, func(fPath string, fInfo os.FileInfo, err error) error {
        if err != nil {
            return err
        }

        if !fInfo.Mode().IsRegular() {
            return nil
        }

        targets = append(targets, fPath)
        return nil
    })

    for _, target := range targets {
        f, err := os.Open(target)
        if err != nil {
            fmt.Println("bad target:", target, "error:", err)    //error:too many open files
            break
        }
        defer f.Close()    // 在每次 for 語句塊結束時，不會關閉文件資源
        
        // 使用 f 資源
    }
}

先建立 10000 個文件：

#!/bin/bash
for n in {1..10000}; do
    echo content > "file${n}.txt"
done

運行效果：

解決辦法：defer 延遲執行的函數寫入匿名函數中：

// 目錄遍歷正常
func main() {
    // ...

    for _, target := range targets {
        func() {
            f, err := os.Open(target)
            if err != nil {
                fmt.Println("bad target:", target, "error:", err)
                return    // 在匿名函數內使用 return 代替 break 便可
            }
            defer f.Close()    // 匿名函數執行結束，調用關閉文件資源
            
            // 使用 f 資源
        }()
    }
}

固然你也能夠去掉 defer，在文件資源使用完畢後，直接調用 f.Close() 來關閉。

49. 失敗的類型斷言

在類型斷言語句中，斷言失敗則會返回目標類型的「零值」，斷言變量與原來變量混用可能出現異常狀況：

// 錯誤示例
func main() {
    var data interface{} = "great"

    // data 混用
    if data, ok := data.(int); ok {
        fmt.Println("[is an int], data: ", data)
    } else {
        fmt.Println("[not an int], data: ", data)    // [isn't a int], data:  0
    }
}


// 正確示例
func main() {
    var data interface{} = "great"

    if res, ok := data.(int); ok {
        fmt.Println("[is an int], data: ", res)
    } else {
        fmt.Println("[not an int], data: ", data)    // [not an int], data:  great
    }
}

50. 阻塞的 gorutinue 與資源泄露

在 2012 年 Google I/O 大會上，Rob Pike 的 Go Concurrency Patterns 演講討論 Go 的幾種基本併發模式，如完整代碼中從數據集中獲取第一條數據的函數：

func First(query string, replicas []Search) Result {
    c := make(chan Result)
    replicaSearch := func(i int) { c <- replicas[i](query) }
    for i := range replicas {
        go replicaSearch(i)
    }
    return <-c
}

在搜索重複時依舊每次都起一個 goroutine 去處理，每一個 goroutine 都把它的搜索結果發送到結果 channel 中，channel 中收到的第一條數據會直接返回。

返回完第一條數據後，其餘 goroutine 的搜索結果怎麼處理？他們本身的協程如何處理？

在 First() 中的結果 channel 是無緩衝的，這意味着只有第一個 goroutine 能返回，因爲沒有 receiver，其餘的 goroutine 會在發送上一直阻塞。若是你大量調用，則可能形成資源泄露。

爲避免泄露，你應該確保全部的 goroutine 都能正確退出，有 2 個解決方法：

使用帶緩衝的 channel，確保能接收所有 goroutine 的返回結果：

func First(query string, replicas ...Search) Result {  
    c := make(chan Result,len(replicas))    
    searchReplica := func(i int) { c <- replicas[i](query) }
    for i := range replicas {
        go searchReplica(i)
    }
    return <-c
}

使用 select 語句，配合能保存一個緩衝值的 channel default 語句：
default 的緩衝 channel 保證了即便結果 channel 收不到數據，也不會阻塞 goroutine

func First(query string, replicas ...Search) Result {  
    c := make(chan Result,1)
    searchReplica := func(i int) { 
        select {
        case c <- replicas[i](query):
        default:
        }
    }
    for i := range replicas {
        go searchReplica(i)
    }
    return <-c
}

使用特殊的廢棄（cancellation） channel 來中斷剩餘 goroutine 的執行：

func First(query string, replicas ...Search) Result {  
    c := make(chan Result)
    done := make(chan struct{})
    defer close(done)
    searchReplica := func(i int) { 
        select {
        case c <- replicas[i](query):
        case <- done:
        }
    }
    for i := range replicas {
        go searchReplica(i)
    }

    return <-c
}

Rob Pike 爲了簡化演示，沒有說起演講代碼中存在的這些問題。不過對於新手來講，可能會不加思考直接使用。

高級篇：51-57

51. 使用指針做爲方法的 receiver

只要值是可尋址的，就能夠在值上直接調用指針方法。便是對一個方法，它的 receiver 是指針就足矣。

但不是全部值都是可尋址的，好比 map 類型的元素、經過 interface 引用的變量：

type data struct {
    name string
}

type printer interface {
    print()
}

func (p *data) print() {
    fmt.Println("name: ", p.name)
}

func main() {
    d1 := data{"one"}
    d1.print()    // d1 變量可尋址，可直接調用指針 receiver 的方法

    var in printer = data{"two"}
    in.print()    // 類型不匹配

    m := map[string]data{
        "x": data{"three"},
    }
    m["x"].print()    // m["x"] 是不可尋址的    // 變更頻繁
}

cannot use data literal (type data) as type printer in assignment:
data does not implement printer (print method has pointer receiver)

cannot call pointer method on m["x"]
cannot take the address of m["x"]

52. 更新 map 字段的值

若是 map 一個字段的值是 struct 類型，則沒法直接更新該 struct 的單個字段：

// 沒法直接更新 struct 的字段值
type data struct {
    name string
}

func main() {
    m := map[string]data{
        "x": {"Tom"},
    }
    m["x"].name = "Jerry"
}

cannot assign to struct field m["x"].name in map

由於 map 中的元素是不可尋址的。需區分開的是，slice 的元素可尋址：

type data struct {
    name string
}

func main() {
    s := []data{{"Tom"}}
    s[0].name = "Jerry"
    fmt.Println(s)    // [{Jerry}]
}

注意：不久前 gccgo 編譯器可更新 map struct 元素的字段值，不過很快便修復了，官方認爲是 Go1.3 的潛在特性，無需及時實現，依舊在 todo list 中。

更新 map 中 struct 元素的字段值，有 2 個方法：

使用局部變量

// 提取整個 struct 到局部變量中，修改字段值後再整個賦值
type data struct {
    name string
}

func main() {
    m := map[string]data{
        "x": {"Tom"},
    }
    r := m["x"]
    r.name = "Jerry"
    m["x"] = r
    fmt.Println(m)    // map[x:{Jerry}]
}

使用指向元素的 map 指針

func main() {
    m := map[string]*data{
        "x": {"Tom"},
    }
    
    m["x"].name = "Jerry"    // 直接修改 m["x"] 中的字段
    fmt.Println(m["x"])    // &{Jerry}
}

可是要注意下邊這種誤用：

func main() {
    m := map[string]*data{
        "x": {"Tom"},
    }
    m["z"].name = "what???"     
    fmt.Println(m["x"])
}

panic: runtime error: invalid memory address or nil pointer dereference

53. nil interface 和 nil interface 值

雖然 interface 看起來像指針類型，但它不是。interface 類型的變量只有在類型和值均爲 nil 時才爲 nil

若是你的 interface 變量的值是跟隨其餘變量變化的（霧），與 nil 比較相等時當心：

func main() {
    var data *byte
    var in interface{}

    fmt.Println(data, data == nil)    // <nil> true
    fmt.Println(in, in == nil)    // <nil> true

    in = data
    fmt.Println(in, in == nil)    // <nil> false    // data 值爲 nil，但 in 值不爲 nil
}

若是你的函數返回值類型是 interface，更要當心這個坑：

// 錯誤示例
func main() {
    doIt := func(arg int) interface{} {
        var result *struct{} = nil
        if arg > 0 {
            result = &struct{}{}
        }
        return result
    }

    if res := doIt(-1); res != nil {
        fmt.Println("Good result: ", res)    // Good result:  <nil>
        fmt.Printf("%T\n", res)            // *struct {}    // res 不是 nil，它的值爲 nil
        fmt.Printf("%v\n", res)            // <nil>
    }
}


// 正確示例
func main() {
    doIt := func(arg int) interface{} {
        var result *struct{} = nil
        if arg > 0 {
            result = &struct{}{}
        } else {
            return nil    // 明確指明返回 nil
        }
        return result
    }

    if res := doIt(-1); res != nil {
        fmt.Println("Good result: ", res)
    } else {
        fmt.Println("Bad result: ", res)    // Bad result:  <nil>
    }
}

54. 堆棧變量

你並不老是清楚你的變量是分配到了堆仍是棧。

在 C++ 中使用 new 建立的變量老是分配到堆內存上的，但在 Go 中即便使用 new()、make() 來建立變量，變量爲內存分配位置依舊歸 Go 編譯器管。

Go 編譯器會根據變量的大小及其 "escape analysis" 的結果來決定變量的存儲位置，故能準確返回本地變量的地址，這在 C/C++ 中是不行的。

在 go build 或 go run 時，加入 -m 參數，能準確分析程序的變量分配位置：

55. GOMAXPROCS、Concurrency（併發）and Parallelism（並行）

Go 1.4 及如下版本，程序只會使用 1 個執行上下文 / OS 線程，即任什麼時候間都最多隻有 1 個 goroutine 在執行。

Go 1.5 版本將可執行上下文的數量設置爲 runtime.NumCPU() 返回的邏輯 CPU 核心數，這個數與系統實際總的 CPU 邏輯核心數是否一致，取決於你的 CPU 分配給程序的核心數，可使用 GOMAXPROCS 環境變量或者動態的使用 runtime.GOMAXPROCS() 來調整。

誤區：GOMAXPROCS 表示執行 goroutine 的 CPU 核心數，參考文檔

GOMAXPROCS 的值是能夠超過 CPU 的實際數量的，在 1.5 中最大爲 256

func main() {
    fmt.Println(runtime.GOMAXPROCS(-1))    // 4
    fmt.Println(runtime.NumCPU())    // 4
    runtime.GOMAXPROCS(20)
    fmt.Println(runtime.GOMAXPROCS(-1))    // 20
    runtime.GOMAXPROCS(300)
    fmt.Println(runtime.GOMAXPROCS(-1))    // Go 1.9.2 // 300
}

56. 讀寫操做的從新排序

Go 可能會重排一些操做的執行順序，能夠保證在一個 goroutine 中操做是順序執行的，但不保證多 goroutine 的執行順序：

var _ = runtime.GOMAXPROCS(3)

var a, b int

func u1() {
    a = 1
    b = 2
}

func u2() {
    a = 3
    b = 4
}

func p() {
    println(a)
    println(b)
}

func main() {
    go u1()    // 多個 goroutine 的執行順序不定
    go u2()    
    go p()
    time.Sleep(1 * time.Second)
}

運行效果：

若是你想保持多 goroutine 像代碼中的那樣順序執行，可使用 channel 或 sync 包中的鎖機制等。

57. 優先調度

你的程序可能出現一個 goroutine 在運行時阻止了其餘 goroutine 的運行，好比程序中有一個不讓調度器運行的 for 循環：

func main() {
    done := false

    go func() {
        done = true
    }()

    for !done {
    }

    println("done !")
}

for 的循環體沒必要爲空，但若是代碼不會觸發調度器執行，將出現問題。

調度器會在 GC、Go 聲明、阻塞 channel、阻塞系統調用和鎖操做後再執行，也會在非內聯函數調用時執行：

func main() {
    done := false

    go func() {
        done = true
    }()

    for !done {
        println("not done !")    // 並不內聯執行
    }

    println("done !")
}

能夠添加 -m 參數來分析 for 代碼塊中調用的內聯函數：

你也可使用 runtime 包中的 Gosched() 來手動啓動調度器：

func main() {
    done := false

    go func() {
        done = true
    }()

    for !done {
        runtime.Gosched()
    }

    println("done !")
}

運行效果：