Go?中?time.After?可能导致的内存泄露问题解析(go内存泄露定位)速看

随心笔谈1年前 (2023)发布 admin
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目录一、Time 包中定时器函数定时函数:NewTicker,NewTimer 和 time.After 介绍二、time.After 导致的内存泄露基本用法有问题代码用pprof分析问题代码解决问题三、网上一些错误分析四、参考

go v1.20.4

time 包中有 3 个比较常用的定时函数:NewTicker,NewTimer 和 time.After:

NewTimer: 表示在一段时间后才执行,默认情况下执行一次。如果想再次执行,需要调用 time.Reset() 方法,这时类似于 NewTicker 定时器了。可以调用 stop 方法停止执行。

func NewTimer(d Duration) *Timer
// NewTimer 创建一个新的 Timer,它将至少持续时间 d 之后,在向通道中发送当前时间
// d 表示间隔时间
type Timer struct {
C <-chan Time
r runtimeTimer
}

重置 NewTimer 定时器的  方法,它是定时器在持续时间 d 到期后,用这个方法重置定时器让它再一次运行,如果定时器被激活返回 true,如果定时器已过期或停止,在返回 false。

func (t *Timer) Reset(d Duration) bool

用 Reset 方法需要注意的地方:

如果程序已经从 t.C 接收到了一个值,则已知定时器已过期且通道值已取空,可以直接调用 time.Reset 方法;

如果程序尚未从 t.C 接收到值,则要先停止定时器 t.Stop(),再从 t.C 中取出值,最后调用 time.Reset 方法。

综合上面 2 种情况,正确使用 time.Reset 方法就是:

if !t.Stop() {
<-t.C
}
t.Reset(d)

Stop 方法

func (t *Timer) Stop() bool
// 如果定时器已经过期或停止,返回 false,否则返回 true

Stop 方法能够阻止定时器触发,但是它不会关闭通道,这是为了防止从通道中错误的读取值。

为了确保调用 Stop 方法后通道为空,需要检查 Stop 方法的返回值并把通道中的值清空,如下:

if !t.Stop() {
<-t.C
}

NewTicker: 表示每隔一段时间运行一次,可以执行多次。可以调用 stop 方法停止执行。

func NewTicker(d Duration) *Ticker

NewTicker 返回一个 Ticker,这个 Ticker 包含一个时间的通道,每次重置后会发送一个当前时间到这个通道上。

 表示每一次运行间隔的时间。

time.After: 表示在一段时间后执行。其实它内部调用的就是 time.Timer 。

func After(d Duration) <-chan Time

? 跟它还有一个相似的函数 ,后面运行的是一个函数。

NewTicker 代码例子:

package main
import (
“fmt”
“time”
)
func main() {
ticker :=time.NewTicker(time.Second)
defer ticker.Stop()
done :=make(chan bool)
go func() {
time.Sleep(10 * time.Second)
done <- true
}()
for {
select {
case <-done:
fmt.Println(“Done!”)
return
case t :=<-ticker.C:
fmt.Println(“Current time: “, t)
}
}
}

time.After 方法是在一段时间后返回 time.Time 类型的 channel 消息,看下面源码就清楚返回值类型:

// https://github.com/golang/go/blob/go1.20.4/src/time/sleep.go#LL156C1-L158C2
func After(d Duration) <-chan Time {
return NewTimer(d).C
}
// https://github.com/golang/go/blob/go1.20.4/src/time/sleep.go#LL50C1-L53C2
type Timer struct {
C <-chan Time
r runtimeTimer
}

从代码可以看出它底层就是  实现。

一般可以用来实现超时检测:

package main
import (
“fmt”
“time”
)
func main() {
ch1 :=make(chan string, 1)
go func() {
time.Sleep(time.Second * 2)
ch1 <- “hello”
}()
select {
case res :=<-ch1:
fmt.Println(res)
case <-time.After(time.Second * 1):
fmt.Println(“timeout”)
}
}

上面的代码运行是没有什么问题的,不会导致内存泄露。

那问题会出在什么地方?

在有些情况下,select 需要配合 for 不断检测通道情况,问题就有可能出在 for 循环这里。

修改上面的代码,加上 for + select,为了能显示的看出问题,加上 pprof + http 代码,

timeafter.go:

package main
import (
“fmt”
“net/http”
_ “net/http/pprof”
“time”
)
func main() {
fmt.Println(“start…”)
ch1 :=make(chan string, 120)
go func() {
// time.Sleep(time.Second * 1)
i :=0
for {
i++
ch1 <- fmt.Sprintf(“%s %d”, “hello”, i)
}
}()
go func() {
// http 监听8080, 开启 pprof
if err :=http.ListenAndServe(“:8080”, nil); err !=nil {
fmt.Println(“listen failed”)
}
}()
for {
select {
case _=<-ch1:
// fmt.Println(res)
case <-time.After(time.Minute * 3):
fmt.Println(“timeout”)
}
}
}

在终端上运行代码:,

然后在开启另一个终端运行: ,

运行之后它会自动在浏览器上弹出 pprof 的浏览界面,http://localhost:8081/ui/ 。

本机运行一段时间后比较卡,也说明程序有问题。可以在运行一段时间后关掉运行的 Go 程序,避免电脑卡死。

在浏览器上查看 pprof 图,http://localhost:8081/ui/ ,

从上图可以看出,内存使用暴涨(不关掉程序还会继续涨)。而且暴涨的内存集中在 time.After 上,上面分析了 time.After 实质调用的就是 time.NewTimer,从图中也可以看出。它调用 time.NewTimer 不断创建和申请内存,何以看出这个?继续看下面分析,

再来看看哪段代码内存使用最高,还是用 pprof 来查看,浏览 http://localhost:8081/ui/source

timeafter.go

上面调用的 Go 源码 NewTimer,

从上图数据分析可以看出最占用内存的那部分代码,src/time/sleep.go/NewTimer 里的 c 和 t 分配和申请内存,最占用内存。

如果不强行关闭运行程序,这里内存还会往上涨。

为什么会出现内存一直涨呢?

在程序中加了 for 循环,for 循环都会不断调用 select,而每次调用 select,都会重新初始化一个新的定时器 Timer(调用time.After,一直调用它就会一直申请和创建内存),这个新的定时器会增加到时间堆中等待触发,而定时器启动前,垃圾回收器不会回收 Timer(Go源码注释中有解释),也就是说 time.After 创建的内存资源需要等到定时器执行完后才被 GC 回收,一直增加内存 GC 却不回收,内存肯定会一直涨。

当然,内存一直涨最重要原因还是 for 循环里一直在申请和创建内存,其它是次要 。

// https://github.com/golang/go/blob/go1.20.4/src/time/sleep.go#LL150C1-L158C2
// After waits for the duration to elapse and then sends the current time
// on the returned channel.
// It is equivalent to NewTimer(d).C.
// The underlying Timer is not recovered by the garbage collector
// until the timer fires. If efficiency is a concern, use NewTimer
// instead and call Timer.Stop if the timer is no longer needed.
func After(d Duration) <-chan Time {
return NewTimer(d).C
}
// 在经过 d 时段后,会发送值到通道上,并返回通道。
// 底层就是 NewTimer(d).C。
// 定时器Timer启动前不会被垃圾回收器回收,定时器执行后才会被回收。
// 如果担心效率问题,可以使用 NewTimer 代替,如果不需要定时器可以调用 Timer.Stop 停止定时器。

在上面的程序中,time.After(time.Minute * 3) 设置了 3 分钟,也就是说 3 分钟后才会执行定时器任务。而这期间会不断被 for 循环调用 time.After,导致它不断创建和申请内存,内存就会一直往上涨。

那怎么解决循环调用的问题?解决了,就可能解决内存一直往上涨的问题。

既然是 for 循环一直调用 time.After 导致内存暴涨问题,那不循环调用 time.After 行不行?

修改后的代码如下:

package main
import (
“fmt”
“net/http”
_ “net/http/pprof”
“time”
)
func main() {
fmt.Println(“start…”)
ch1 :=make(chan string, 120)
go func() {
// time.Sleep(time.Second * 1)
i :=0
for {
i++
ch1 <- fmt.Sprintf(“%s %d”, “hello”, i)
}
}()
go func() {
// http 监听8080, 开启 pprof
if err :=http.ListenAndServe(“:8080”, nil); err !=nil {
fmt.Println(“listen failed”)
}
}()
// time.After 放到 for 外面
timeout :=time.After(time.Minute * 3)
for {
select {
case _=<-ch1:
// fmt.Println(res)
case <-timeout:
fmt.Println(“timeout”)
return
}
}
}

在终端上运行代码,,

等待半分钟左右,在另外一个终端上运行  ,

自动在浏览器上弹出界面 http://localhost:8081/ui/ ,我这里测试,界面没有任何数据显示,说明修改后的程序运行良好。

在 Go 的源码中 After 函数注释说了为了更有效率,可以使用 NewTimer ,那我们使用这个函数来改造上面的代码,

package main
import (
“fmt”
“net/http”
_ “net/http/pprof”
“time”
)
func main() {
fmt.Println(“start…”)
ch1 :=make(chan string, 120)
go func() {
// time.Sleep(time.Second * 1)
i :=0
for {
i++
ch1 <- fmt.Sprintf(“%s %d”, “hello”, i)
}
}()
go func() {
// http 监听8080, 开启 pprof
if err :=http.ListenAndServe(“:8080”, nil); err !=nil {
fmt.Println(“listen failed”)
}
}()
duration :=time.Minute * 2
timer :=time.NewTimer(duration)
defer timer.Stop()
for {
timer.Reset(duration) // 这里加上 Reset()
select {
case _=<-ch1:
// fmt.Println(res)
case <-timer.C:
fmt.Println(“timeout”)
return
}
}
}

在上面的实现中,也把 NewTimer 放在循环外面,并且每次循环中都调用了  方法重置定时时间。

测试,运行 ,然后多次运行  ,查看 pprof,我这里测试每次数据都是空白,说明程序正常运行。

for循环每次select的时候,都会实例化一个一个新的定时器。该定时器在多少分钟后,才会被激活,但是激活后已经跟select无引用关系,被gc给清理掉。换句话说,被遗弃的time.After定时任务还是在时间堆里面,定时任务未到期之前,是不会被gc清理的

上面这种分析说明,最主要的还是没有说清楚内存暴涨的真正内因。如果用 pprof 的 source 分析查看,就一目了然,那就是 NewTimer 里的 2 个变量创建和申请内存导致的。

https://pkg.go.dev/time#pkg-overviewhttps://github.com/golang/go/blob/go1.20.4/src/time/sleep.gohttps://www.cnblogs.com/jiujuan/p/14588185.html pprof 基本使用《100 Go Mistakes and How to Avoid Them》 作者:Teiva Harsanyi

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