Go 语言常见错误——控制结构

在 Go 语言的开发过程中,控制结构作为程序的核心组成部分,承担着程序流程的调控任务。无论是简单的条件判断,还是复杂的循环控制,恰当使用控制结构能有效提高代码的可读性与执行效率。然而,许多初学者和开发者在使用 Go 语言的控制结构时,常常会犯一些低级错误,导致程序出现逻辑问题或性能瓶颈。

1、忽略了 select 语句中的 default 分支

示例代码:

复制代码
package main

import (
    "fmt"
    "time"
)

func main() {
    ch := make(chanint)

    gofunc() {
        time.Sleep(2 * time.Second)
        ch <- 1
    }()

    select {
    case val := <-ch:
        fmt.Println("FunTester: 接收到", val)
    }
    fmt.Println("FunTester: 程序结束")
}

错误说明: 在上述代码中,select 语句没有 default 分支。这意味着当 ch 没有数据可接收时,select 会一直阻塞,直到有数据到达。这可能会导致程序在某些情况下无法继续执行,尤其是在需要处理超时或非阻塞操作的场景中。

可能的影响: 如果没有 default 分支,select 语句会一直等待,直到某个 case 条件满足。这可能会导致程序在等待时无法执行其他任务,进而影响程序的响应性和性能。

最佳实践:select 语句中使用 default 分支,以确保在没有 case 条件满足时,程序可以继续执行其他任务。这样可以避免不必要的阻塞,提高程序的响应性。

改进后的代码:

复制代码
package main

import (
    "fmt"
    "time"
)

func main() {
    ch := make(chanint)

    gofunc() {
        time.Sleep(2 * time.Second)
        ch <- 1
    }()

    select {
    case val := <-ch:
        fmt.Println("FunTester: 接收到", val)
    default:
        fmt.Println("FunTester: 没有数据可接收")
    }
    fmt.Println("FunTester: 程序结束")
}

输出结果:

复制代码
FunTester: 没有数据可接收
FunTester: 程序结束

上述代码当channal没有数据进来时,代码会执行default逻辑,然后退出。但上述代码仅适用于一次性数据任务执行场景,当channal中的数据消费完退出后,channal再有数据进来也无法唤醒select逻辑;

优化后的代码:

复制代码
package main

import (
	"fmt"
	"time"
)

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

	// 启动一个 Goroutine 定时发送数据到 Channel
	go func() {
		for {
			//time.Sleep(3 * time.Second)
			time.Sleep(100 * time.Millisecond)
			ch <- "data"
			fmt.Println("Sent data to channel")
		}
	}()

	for {
		select {
		case data := <-ch:
			fmt.Println("Received data:", data)
		default:
			fmt.Println("No data received, continue waiting...")
			time.Sleep(500 * time.Millisecond)
		}
	}
}

for循环是个死循环,除非手动触发程序退出,否则会一直执行,适用于常驻任务场景;

但部分场景中针对单一任务会设置超时,如在规定时间内任务未执行完成,需要强制跳出循环,以便于下一个任务执行,因此代码逻辑需要加入超时退出的逻辑。

超时退出的代码:

复制代码
package main

import (
	"fmt"
	"time"
)

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

	// 启动一个 Goroutine 定时发送数据到 Channel
	go func() {
		for {
			//time.Sleep(3 * time.Second)
			time.Sleep(500 * time.Millisecond)
			ch <- "data"
			fmt.Println("Sent data to channel")
		}
	}()
    timer := time.After(5 * time.Second)
	for {
		select {
        case <-timer:
            fmt.Println("task timeout")
            goto Output
		case data := <-ch:
			fmt.Println("Received data:", data)
		default:
			fmt.Println("No data received, continue waiting...")
			time.Sleep(500 * time.Millisecond)
		}
	}
Output:
    fmt.Println("task exit")
}

2、忽略了 select 语句中的 case 顺序

错误说明:select 语句中,case 的顺序可能会影响程序的执行结果。如果有多个 case 条件同时满足,Go 会随机选择一个执行。这可能会导致开发者误以为 case 的顺序会影响优先级,但实际上并不会。

可能的影响: 开发者可能会误以为 select 语句中的 case 顺序会影响优先级,导致程序行为与预期不符。特别是在处理多个 channel 时,可能会误以为先定义的 case 会优先执行。

最佳实践: 理解 select 语句中的 case 是随机选择的,不要依赖于 case 的顺序来决定优先级。如果需要特定的优先级,可以通过其他方式(如嵌套 select 或超时机制)来实现。

示例代码:

Go 复制代码
package main

import (
    "fmt"
    "time"
)

func main() {
    ch1 := make(chan int)
    ch2 := make(chan int)

    go func() {
        for {
            time.Sleep(1 * time.Second)
            ch1 <- 1
        }
    }()

    go func() {
        for {
            time.Sleep(1 * time.Second)
            ch2 <- 2
        }
    }()
    for {
        select {
        case val := <-ch1:
            fmt.Println("FunTester: 接收到 ch1", val)
        case val := <-ch2:
            fmt.Println("FunTester: 接收到 ch2", val)
        }
    }
}

输出结果:

复制代码
FunTester: 接收到 ch1 1
FunTester: 接收到 ch2 2
FunTester: 接收到 ch2 2
FunTester: 接收到 ch1 1
FunTester: 接收到 ch1 1
FunTester: 接收到 ch2 2
FunTester: 接收到 ch2 2
FunTester: 接收到 ch1 1
FunTester: 接收到 ch2 2

3、忽略了 select 语句中的 nil channel

示例代码:

Go 复制代码
package main

import (
    "fmt"
    "time"
)

func main() {
    var ch chan int

    go func() {
        time.Sleep(1 * time.Second)
        ch <- 1
    }()

    select {
    case val := <-ch:
        fmt.Println("FunTester: 接收到", val)
    default:
        fmt.Println("FunTester: 没有数据可接收")
    }
    fmt.Println("FunTester: 程序结束")
}

错误说明: 在上述代码中,ch 是一个 nil channel,因为其未初始化。在 Go 中,向 nil channel 发送或接收数据会导致永久阻塞。因此,select 语句中的 case val := <-ch 会一直阻塞,直到 ch 被初始化。

可能的影响: 如果 select 语句中的 channel 是 nil,程序可能会永久阻塞,导致无法继续执行其他任务。这可能会导致程序挂起或资源泄漏。

最佳实践: 在使用 select 语句时,确保所有的 channel 都已经正确初始化。如果 channel 可能为 nil,可以在 select 语句之前进行检查,或者使用 default 分支来避免阻塞。

改进后的代码:

Go 复制代码
package main

import (
    "fmt"
    "time"
)

func main() {
    var ch chan int = make(chan int)

    gofunc() {
        time.Sleep(1 * time.Second)
        if ch != nil {
            ch <- 1
        }
    }()

    select {
    case val := <-ch:
        fmt.Println("FunTester: 接收到", val)
    default:
        fmt.Println("FunTester: 没有数据可接收")
    }
    fmt.Println("FunTester: 程序结束")
}

输出结果:

复制代码
FunTester: 没有数据可接收
FunTester: 程序结束
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