Go 切片导致内存泄露，被坑两次了！

前段时间在我的 Go 读者群里，有小伙伴们在纠结切片（slice）的问题，我写了这篇《[Go 切片这道题，吵了一个下午！] 》，引起了一拨各种讨论，还是比较欣慰的。

这不，有小伙伴给我提出了新的题材：

来自读者微信提问

提出的是 Go 中很容易踩坑的切片内存泄露问题。作为宠粉的煎鱼肯定不会放过，争取让大家都避开这个 “坑”。

今天这篇文章，就由煎鱼带大家来了解这个问题：Go 切片可能可以怎么泄露法？

切片泄露的可能

在业务代码的编写上，我们经常会接受来自外部的接口数据，再把他插入到对应的数据结构中去，再进行下一步的业务聚合、裁剪、封装、处理。

像在 PHP 语言，常常会放到数组（array）中。在 Go 语言，会放到切片（slice）中。因此在 Go 的切片处理逻辑中，常常会涉及到如下类似的动作。

示例代码如下：

var a []int

func f(b []int) []int {
 a = b[:2]
 return a
}

func main() {
    ...
}

仔细想想，这段程序有没有问题，是否存在内存泄露的风险？

答案是：有的。有明确的切片内存泄露的可能性和风险。

切片底层结构

可能有些小伙伴会疑惑，怎么就有问题了，是哪里有问题？

这里就得复习一下切片的底层基本数据结构了，切片在运行时的表现是 SliceHeader 结构体，定义如下：

type SliceHeader struct {
 Data uintptr
 Len  int
 Cap  int
}

• Data：指向具体的底层数组。
• Len：代表切片的长度。
• Cap：代表切片的容量。

要点是：切片真正存储数据的地方，是一个数组。切片的 Data 属性中存储的是指向所引用的数组指针地址。

背后的原因

在上述案例中，我们有一个包全局变量 a，共有 2 个切片 a 和 b，截取了 b 的一部分赋值给了 a，两者存在着关联。

从程序的直面来看，截取了 b 的一部分赋值给了 a，结构似乎是如下图：

但我们进一步打开程序底层来看，他应该是如下图所示：

切片 a 和 b 都共享着同一个底层数组（共享内存块），sliceB 包含全部所引用的字符。sliceA 只包含了 [:2]，也就是 0 和 1 两个索引位的字符。

那他们泄露在哪里了？

泄露的点

泄露的点，就在于虽然切片 b 已经在函数内结束了他的使命了，不再使用了。但切片 a 还在使用，切片 a 和 切片 b 引用的是同一块底层数组（共享内存块）。

关键点：切片 a 引用了底层数组中的一段。

虽然切片 a 只有底层数组中 0 和 1 两个索引位正在被使用，其余未使用的底层数组空间毫无作用。但由于正在被引用，他们也不会被 GC，因此造成了泄露。

解决办法

解决的办法，就是利用切片的特性。当切片的容量空间不足时，会重新申请一个新的底层数组来存储，让两者彻底分手。

示例代码如下：

var a []int
var c []int    // 第三者

func f(b []int) []int {
 a = b[:2]

  // 新的切片 append 导致切片扩容
 c = append(c, b[:2]...)
 fmt.Printf("a: %p\nc: %p\nb: %p\n", &a[0], &c[0], &b[0])

 return a
}

输出结果：

a: 0xc000102060
c: 0xc000124010
b: 0xc000102060

这段程序，新增了一个变量 c，他容量为 0。此时将期望的数据，追加过去。自然而然他就会遇到容量空间不足的情况，也就能实现申请新底层数据。

我们再将原本的切片置为 nil，就能成功实现两者分手的目标了。

总结

在今天这篇文章中，我们介绍了 Go 切片的一种常见的内存泄露方式。虽然我们在日常使用的时候可能没关注到。

主要原因还是由于切片的大多数使用场景，体量都比较小。又或是不知不觉就自己扩容了，就变成暂时性泄露了。

这依然是存在风险的，在编写 Go 代码时需要谨慎。毕竟这可是 Go 语言官方自己都踩过坑的 “坑”。

参考

• An interesting way to leak memory with Go slices
• internal/poll: avoid memory leak in Writev
• slice 类型内存泄露的逻辑
• golang slice内存泄露回收