『就要学习 Go 语言』系列 -- 第 33 篇分享好文
四哥翻译水平有限，如有翻译或理解错误，烦请帮忙指出，感谢！
原文如下：
这篇文章列举了我在 Go 项目中遇见的最常见错误，排序先后不重要。
1.未知的枚举值
来看个简单的例子：
type Status uint32const ( StatusOpen Status = iota StatusClosed StatusUnknown)
我们使用 iota 创建了枚举值，结果如下：
StatusOpen = 0StatusClosed = 1StatusUnknown = 2
现在，我们假设 Status 类型是 JSON 请求的一部分，将会被 marshalled/unmarshalled。设计的结构体如下：
type Request struct { ID int `json:"Id"` Timestamp int `json:"Timestamp"` Status Status `json:"Status"`}
接收到请求的结果如下：
{ "Id": 1234, "Timestamp": 1563362390, "Status": 0}
这没什么特殊的，Status 会被解析成 StatusOpen，没错吧？
好，我们再请求一次，得到的结果没有设置 Status(不管什么原因)：
{ "Id": 1235, "Timestamp": 1563362390}
这个例子中，Request 结构体的 Status 字段会初始化为零值(对于 uint32 类型来说是 0)。因此，对应的是 StatusOpen 而不是 StatusUnknown。
最好的做法就是将未知的值设置为枚举值 0：
type Status uint32const ( StatusUnknown Status = iota StatusOpen StatusClosed)
这样，即使 Status 不是请求 JSON 的一部分，就像我们所期望的那样，它也会初始化为 StatusUnknown。
2.基准测试
想要准确无误地进行基准测试很难，因为有太多因素会对结果产生影响。
最常见的错误之一就是代码会被编译器优化，我们来看一个具体的例子，这个例子选自 teivah/bitvector[1] 库：
func clear(n uint64, i, j uint8) uint64 { return (math.MaxUint64<}
在这个基准测试中，编译器注意到 clear() 函数是一个叶子函数(没有调用其他函数)，会将它优化成内联函数。一旦 clear() 函数被内联，编译器注意到它没有任何的副作用，因此编译器会将它移除，从而导致错误的结果。
一种可行的方案是将结果作为全局变量，就像下面这样：
var result uint64func BenchmarkCorrect(b *testing.B) { var r uint64 for i := 0; i < b.N; i++ { r = clear(1221892080809121, 10, 63) } result = r}
这样，编译器不知道调用是否会产生副作用。因此，基准测试结果是正确的。
拓展阅读：High Performance Go Workshop[2]
3.指针!到处都是指针！
变量传值会创建变量的副本；如果传指针，复制的则是内存地址。
因此，传指针通常会更快，是这样吗？
如果你相信这是真的，请看下这个例子[3]。这是一个基准测试，对一个 0.3 KB 的结构体分别做传值和传指针的对比。0.3 KB 不算大，与我们每天接触的结构体的大小相差不远。
当在我本地环境执行基准测试，传值要比传指针快 4 倍，是不是有点违反直觉？
这个答案的解释与 Go 的内存管理有关。我无法像 William Kennedy 一样出色地解释，但不妨碍我们来总结一下：
一个变量可以分配在堆上或者栈上：
•栈中存储当前 goroutine 正在使用的变量，一旦函数返回，变量便会从栈中弹出；•堆存储共享变量(全局变量等)；
我们来看一个返回值的例子：
func getFooValue() foo { var result foo // Do something return result}
示例中，当前 goroutine 创建了变量 result，被推入当前的栈中。函数返回的时候，函数调用者将会接收到变量的副本。而变量 result 本身被当前 goroutine 弹出栈。但它依然存储在内存里(但再也不能访问)，直到被其他变量覆盖。
来看一个传指针的例子：
func getFooPointer() *foo { var result foo // Do something return &result}
当前 goroutine 创建了变量 result，但函数调用者将接收到一个指针(变量地址的副本)，如果变量 result 被弹出栈，函数调用者将再也不能访问它。
在这种情况下，Go 编译器会将变量 result 逃逸到一个变量可以共享的地方：堆。
来看下传指针的另外一种情况：
func main() { p := &foo{} f(p)}
因为我们在同一个 goroutine 里调用 f() 函数，变量 p 不会被逃逸。只是被推入栈中，子函数任然可以访问它。
这也是 io.Reader 接口中 Read 方法接收切片而不是返回切片的直接原因，如果返回一个切片，它将会逃逸到堆中。
为什么栈会如此之快？有两个主要的原因：
•栈不需要垃圾回收机制。我们说过，变量创建的时候便会被推入栈中，函数返回时会被弹出栈。不需要一个复杂的过程回收未使用的变量。•栈属于一个 goroutine，与堆相比，将变量存储在栈中不需要同步机制。这也可以提高性能。
总之，当我们创建函数时，默认应该是使用值而不是指针。只有在我们想要共享变量时才应使用指针。
当我们遭遇性能问题时，在一些特定情况下，可能的优化策略是检查下指针，这获取对我们有所帮助。通过使用下面这条命令，可以知道编译器何时将变量转义到堆：
go build -gcflags "-m -m"
再次强调下，对于大多数日常用例来说，值传递是最合适的。
拓展阅读：Language Mechanics On Stacks And Pointers[4]
4.使用 break 跳出 for/switch 或者 for/select
下面的例子中，如果函数 f() 返回 true 将会发生什么：
for { switch f() { case true: break case false: // Do something }}
将会走 break 语句，跳出 switch 语句而不是终止 for 循环。
下面是同样的问题：
for { select { case // Do something case break }}
break 只会跳出 select 语句，而不是终止 for 循环。
上述问题的一种可行方法是使用标记，就像下面这样：
loop: for { select { case // Do something case break loop } }
5.错误管理
Go 在错误处理方面仍然有待提高，这也是 Go2.0 最令人期待的特性之一。
当前标准库(Go1.13 之前)只提供构建错误的功能，如果查看 pkg/errors[5] 包，会发现对于错误处理的规则，它并不完全遵守：
一个错误只被处理一次，记录错误就是在处理错误。所以，错误要么被记录要么被收集。
使用当前的标准库，很难遵守以上规则，因为总是希望对错误加一些上下文信息或者让其具有某种层次结构。
让我们来看一个例子，希望能通过 REST 调用查看一个数据库的问题：
unable to serve HTTP POST request for customer 1234 |_ unable to insert customer contract abcd |_ unable to commit transaction
如果我们使用 pkg/errors 包，可以这样做：
func postHandler(customer Customer) Status { err := insert(customer.Contract) if err != nil { log.WithError(err).Errorf("unable to serve HTTP POST request for customer %s", customer.ID) return Status{ok: false} } return Status{ok: true}}func insert(contract Contract) error { err := dbQuery(contract) if err != nil { return errors.Wrapf(err, "unable to insert customer contract %s", contract.ID) } return nil}func dbQuery(contract Contract) error { // Do something then fail return errors.New("unable to commit transaction")}
刚开始的时候，错误由 errors.New 函数创建；并在函数 insert() 中，通过 errors.Wrapf() 添加一些上下文信息包装次错误；最后，在父级函数中通过 log 包来记录错误。每个层级都会返回或处理错误。
有时候我们想通过检查错误原因来判断是否应该重试。假设有一个来自外部库的 db 包，用来处理数据库访问。该库可能会返回一个名为 db.DBError 的临时性错误。我们需要检查错误原因来决定是否需要重试：
func postHandler(customer Customer) Status { err := insert(customer.Contract) if err != nil { switch errors.Cause(err).(type) { default: log.WithError(err).Errorf("unable to serve HTTP POST request for customer %s", customer.ID) return Status{ok: false} case *db.DBError: return retry(customer) } } return Status{ok: true}}func insert(contract Contract) error { err := db.dbQuery(contract) if err != nil { return errors.Wrapf(err, "unable to insert customer contract %s", contract.ID) } return nil}
这样，通过使用 pkg/errors 包的 errors.Cause() 函数实现重试。
我见过的使用 pkg/errors 包处理错误的常见错误方式如下：
switch err.(type) {default: log.WithError(err).Errorf("unable to serve HTTP POST request for customer %s", customer.ID) return Status{ok: false}case *db.DBError: return retry(customer)}
在这个例子中，如果 db.DBError 被包装过，将永远不会触发 retry() 函数。
拓展阅读：Don’t just check errors, handle them gracefully[6]
6.初始化切片
一些情况下，我们知道一个切片的最终长度。例如，假设我们将一个切片 转化成一个切片 Bar，很明显我们知道这两个切片有相同的长度。
我经常看到使用下面这种方式对切片进行初始化：
var bars []Barbars := make([]Bar, 0)
切片并不是一个神奇的结构。在底层，切片实现了自动增长策略，如果当前切片没有足够容量可用时候会自动增长。这种情况下，会自动创建一个新的更大长度[7]的数组，原有的数组元素会拷贝到新数组。
现在，让我们想象下，当 []Foo 有成千上万个元素时，是不是需要多次重复自增长操作？插入操作的时间复杂度仍然是 O(1)，但实际上这个会严重的影响程序的性能。
所以，如果我们知道切片的最终长度，可以选择下面两种做法之一：
•使用预定义长度初始化；
func convert(foos []Foo) []Bar { bars := make([]Bar, len(foos)) for i, foo := range foos { bars[i] = fooToBar(foo) } return bars}
•使用 0 长度和预定义的容量对其进行初始化；
func convert(foos []Foo) []Bar { bars := make([]Bar, 0, len(foos)) for _, foo := range foos { bars = append(bars, fooToBar(foo)) } return bars}
到底哪种才是最佳的方式呢？第一种会稍稍快一点。然而，你可以更喜欢第二种，因为它更加有一致性：不管我们是否知道初始大小，都可以使用 append 在切片的末尾添加元素。
7.Context 管理
context.Context 经常被开发者误解，根据官方文档描述：
A Context carries a deadline, a cancelation signal, and other values across API boundaries.
这个描述非常通用，通用的足以让很多人对为什么要使用和如何去使用 context 感到非常疑惑。
让我们详细描述下，一个 context 可以包含：
•一个截止时间。意味着，一个时间段(例如 250 ms)结束之后或者到了某一个时间点(例如 2019-01-08 01:00:00)，我们必须取消正在进行的操作(例如：I/O 请求、等待一个协程输入等)。•一个取消信号(基本上都是 •一个 key/value 对的列表(都是 interface{}类型)。
补充两点：第一，上下文是可组合的。因此，我们可以有一个包含截止时间和 key/value 列表的上下文；第二，多个 goroutine 可以共享同一 context，因此取消信号可能会终止多个活动。
言归正传，下面是我见过的一个具体错误。
一个 Go 应用基于 urfave/cli[8](一个非常好用的可创建命令行引用的第三方包)。一旦引用启动，开发人员将继承一种应用的 context，这意味着当应用停止之后，库将使用次 context 发送取消信号。
我遇到的情况是，在我调用 gRPC 服务的时候，这个 context 被直接传递过去了。这并不是我们想要的。
相反，我们希望指示 gRPC库：请在程序停止或者 100ms 以后取消这个请求。为此，我们可以简单的创建一个组合的 context，如果 parent 是应用 context 的名字，我们可以简单的这样做：
ctx, cancel := context.WithTimeout(parent, 100 * time.Millisecond)response, err := grpcClient.Send(ctx, request)
context 理解起来并不复杂，而且我认为它是 Go 语言的最佳特性之一。
拓展阅读：
1 Understanding the context package in golang[9]
2 gRPC and Deadlines[10]
8.不使用 -race 选项
测试 Go 应用的时候，我经常碰到的一个错误是没有 -race 选项。正如在这份报告[11]里描述的一样，尽管 Go 语言的设计旨在“使并发编程变得更容易且不容易出错”，我们依然会遇到各种并发问题。
显然，Go 的竞争检查(race detector)无法解决每一个并发问题。不过，它依然是有使用价值的工具，在测试 Go 应用的时候，应当开启它。
拓展阅读：Does the Go race detector catch all data race bugs?[12]
9.使用文件名作为输入参数
另一个常见的错误是将一个文件名作为参数传递。
假设我们要编写一个函数，实现计算文件里空行的数目的功能。最常见的做法就是像下面这样：
func count(filename string) (int, error) { file, err := os.Open(filename) if err != nil { return 0, errors.Wrapf(err, "unable to open %s", filename) } defer file.Close() scanner := bufio.NewScanner(file) count := 0 for scanner.Scan() { if scanner.Text() == "" { count++ } } return count, nil}
文件名作为参数传递，然后在函数里打开它，接着实现其他的逻辑，应当是这样吗？
现在，假设我们想要基于这个函数实现单元测试，测试普通文件、空文件或者不同编码类型的文件等。这会变得难以管理。
再比如，如果是从一个 HTTP Body 接收内容去实现相同的逻辑(计算空行数目)， 那就不得不为此再创建一个函数。
Go 语言里面有两个非常棒的抽象函数：io.Reader 和 io.Writer。我们可以传递一个抽象方法 io.Reader 代替传文件名，这就可以使得函数更具通用性了。
不管输入源是文件、HTTP 包体还是一个字节 Buffer，都不重要，我们都可以使用同一个读取方法实现相同功能。
在我们的例子中，我们甚至可以通过逐行读取的方式将输入缓存起来，因此，我们可以使用 bufio.Reader 和 ReadLine 方法：
func count(reader *bufio.Reader) (int, error) { count := 0 for { line, _, err := reader.ReadLine() if err != nil { switch err { default: return 0, errors.Wrapf(err, "unable to read") case io.EOF: return count, nil } } if len(line) == 0 { count++ } }}
至于打开文件的操作就可以交给 count() 函数调用者去实现：
file, err := os.Open(filename)if err != nil { return errors.Wrapf(err, "unable to open %s", filename)}defer file.Close()count, err := count(bufio.NewReader(file))
通过第二种方法，不管实际的数据来源是什么，都可以通过调用该函数来实现相同功能。与此同时，这也有助于我们的单元测试，因为我们可以简单地从字符串创建 bufio.Reader 即可：
count, err := count(bufio.NewReader(strings.NewReader("input")))
10.协程和循环变量
最后一个常见的错误是使用循环变量的方式创建 goroutine。
下面的例子输出什么？
ints := []int{1, 2, 3}for _, i := range ints { go func() { fmt.Printf("%v\n", i) }()}
正如所希望的一样，按顺序输出 1 2 3，不过真的是这样吗？
在这个例子中，每一个 goroutine 共享相同的变量，所以会输出 3 3 3(最有可能)。
这个问题有两个解决办法，第一种是将变量 i 的值传递给闭包(内部的函数)：
ints := []int{1, 2, 3}for _, i := range ints { go func(i int) { fmt.Printf("%v\n", i) }(i)}
第二种解决办法是在 for-range 循环体内创建一个临时变量：
ints := []int{1, 2, 3}for _, i := range ints { i := i go func() { fmt.Printf("%v\n", i) }()}
这行代码 i := i 看起来有些奇怪，但完全是有效的。进入循环体里就是进入另一个变量作用域，因此 i:=i 创建了一个新的、名称相同的变量 i。当然为了提高可读性，我们也可以使用其他的变量名。
拓展阅读：Common Mistakes：Using goroutines on loop iterator variables[13]
References
[1]
teivah/bitvector: https://github.com/teivah/bitvector/
[2]
High Performance Go Workshop: https://dave.cheney.net/high-performance-go-workshop/dotgo-paris.html?source=post_page-----4b79d4f6cd65----------------------#watch_out_for_compiler_optimisations
[3]
例子: https://gist.github.com/teivah/a32a8e9039314a48f03538f3f9535537
[4]
Language Mechanics On Stacks And Pointers: https://www.ardanlabs.com/blog/2017/05/language-mechanics-on-stacks-and-pointers.html
[5]
pkg/errors: https://github.com/pkg/errors
[6]
Don’t just check errors, handle them gracefully: https://dave.cheney.net/2016/04/27/dont-just-check-errors-handle-them-gracefully?source=post_page-----4b79d4f6cd65----------------------
[7]
更大长度: https://www.darkcoding.net/software/go-how-slices-grow/
[8]
urfave/cli: https://github.com/urfave/cli
[9]
Understanding the context package in golang: http://p.agnihotry.com/post/understanding_the_context_package_in_golang/?source=post_page-----4b79d4f6cd65----------------------
[10]
gRPC and Deadlines: https://grpc.io/blog/deadlines/?source=post_page-----4b79d4f6cd65----------------------
[11]
这份报告: https://blog.acolyer.org/2019/05/17/understanding-real-world-concurrency-bugs-in-go/
[12]
Does the Go race detector catch all data race bugs?: https://medium.com/@val_deleplace/does-the-race-detector-catch-all-data-races-1afed51d57fb
[13]
Common Mistakes：Using goroutines on loop iterator variables: https://github.com/golang/go/wiki/CommonMistakes?source=post_page-----4b79d4f6cd65----------------------#using-goroutines-on-loop-iterator-variables
推荐阅读：
阿里云高级技术专家探讨 Go 的错误处理
Gin框架系列 - 自定义错误处理
如果我的文章对你有所帮助，点赞、转发都是一种支持！
给个[在看]，是对我最大的支持