如何更酷地实现 Go 程序热开关功能

开发中，我们经常会有热开关的需求，即特定功能在程序运行中的适当时候对它进行打开或关闭。例如性能分析中使用的 pprof 采样，就是一种典型的热开关。本文将讨论如何将这种热开关做得更酷。

在介绍新方案之前，我们回顾一下，在 Go 程序中，pprof 是如何做的。

接口调用

对程序进行性能采样，可能会影响到它的服务能力。因此，线上采样一般是在指定的小块时间范围内进行，需要有效的开关控制。

为了做到这点，我们一般采用在代码中引入 net/http/pprof 包（其 init 函数绑定了路由功能函数）的方式。外部访问指定端口的 HTTP 服务时开启采样功能，采样时间结束后，即关闭采集。

实现代码如下所示

package main

import (
 "net/http"
 _ "net/http/pprof"
)

func main() {
 go func() {
  _ = http.ListenAndServe(":8080", nil)
 }()
 ...
}

这种做法，当然没什么问题。我们可以学习它，将其他的开关功能也做成 HTTP 服务。但，还有其他更酷的方式吗？

信号通知

在[信号处理与 Go 程序的优雅退出] 一文中，我们谈论过信号机制，它用以向应用程序发送某种事件通知。

我们可以将基于接口触发的方式改为信号通知。

首先，构造采样功能函数（对应于 net/http/pprof 包下 init 函数中绑定的路由功能函数）。

func RegisterSignalForProfiling(sig os.Signal) {
 ch := make(chan os.Signal)
 started := false
 signal.Notify(ch, sig)

 go func() {
  var memoryProfile, cpuProfile, traceProfile *os.File
  for range ch {
   if started {
    pprof.StopCPUProfile()
    trace.Stop()
    pprof.WriteHeapProfile(memoryProfile)
    memoryProfile.Close()
    cpuProfile.Close()
    traceProfile.Close()
    started = false
   } else {
    cpuProfile, _ = os.Create("cpu.pprof")
    memoryProfile, _ = os.Create("memory.pprof")
    traceProfile, _ = os.Create("runtime.trace")
    pprof.StartCPUProfile(cpuProfile)
    trace.Start(traceProfile)
    started = true
   }
  }
 }()
}

在上述函数中，我们定义了接收信号通道ch，通过signal.Notify(ch, sig)将指定的通知信号sig与ch进行绑定。for range ch 将阻塞等待外部信号sig，随着sig信号的到来，交替进入开启或关闭采样的逻辑。

在main函数中，就可以这样替代http.ListenAndServe(":8080", nil)了。

package main

import (
  "syscall"
  ...
)

func main() {
  RegisterSignalForProfiling(syscall.Signal(31))
 ...
}

在 linux 系统，可以通过kill -signal_number pid命令向程序发送指定信号。

如上代码所示，我们硬编码指定的采样开关信号值是 31。因此，当程序运行起来后，我们在控制台输入kill -31 pid 命令，即可开启采样，再次输入kill -31 pid命令，就关闭了采样。

依葫芦画瓢，我们再来一个打印 goroutine 堆栈信息的热开关函数，是不是很酷？

func RegisterSignalForPrintStack(sig os.Signal) {
 ch := make(chan os.Signal)
 signal.Notify(ch, sig)

 go func() {
  for range ch {
   buffer := make([]byte, 1024*1024*4)
   runtime.Stack(buffer, true)
   fmt.Println(string(buffer))
  }
 }()
}

总结

热开关是一个很简单常用的功能，无非是选择何种触发与等待方式。基于接口的调用更适合于远程控制，基于信号则便于本地控制。

如果你有更好的实现方式，欢迎留言分享~