Go 程序運行時，有些場景下會導致進程進入某個“高點”，然后就再也下不來了。

比如，多年前曹大寫過的一篇文章^[1]講過，在做活動時線上涌入的大流量把 goroutine 數抬升了不少，流量恢復之后 goroutine 數也沒降下來，導致 GC 的壓力升高，總體的 CPU 消耗也較平時上升了 2 個點左右。

【資料圖】

有一個 issue^[2]討論為什么 allgs（runtime 中存儲所有 goroutine 的一個全局 slice） 不收縮，一個好處是：goroutine 復用，讓 goroutine 的創(chuàng)建更加得便利，而這也正是 Go 語言的一大優(yōu)勢。

最近在看《100 mistakes》，書里專門有一節(jié)講 map 的內存泄漏。其實這也是另一個在經歷大流量后，無法“恢復”的例子：map 占用的內存“只增不減”。

之前寫過的一篇《深度解密 Go 語言之 map》^[3]里講到過 map 的內部數據結構，并且分析過創(chuàng)建、遍歷、刪除的過程。

在 Go runtime 層，map 是一個指向 hmap 結構體的指針，hmap 里有一個字段 B，它決定了 map 能存放的元素個數。

hamp結構體代碼如下：

typehmapstruct{countintflagsuint8Buint8//...}

若我們想初始化一個長度為 100w 元素的 map，B 是多少呢？

用 B 可以計算 map 的元素個數：loadfactor * 2^B，loadfactor 目前是 6.5，當 B=17 時，可放 851,968 個元素；當 B=18，可放 1,703,936 個元素。因此當我們將 map 的長度初始化為 100w 時，B 的值應是 18。

loadfactor 是裝載因子，用來衡量平均一個 bucket 里有多少個 key。

如何查看占用的內存數量呢？用 runtime.MemStats：

packagemainimport("fmt""runtime")constN=128funcrandBytes()[N]byte{return[N]byte{}}funcprintAlloc(){varmruntime.MemStatsruntime.ReadMemStats(&m)fmt.Printf("%dMB\n",m.Alloc/1024/1024)}funcmain(){n:=1_000_000m:=make(map[int][N]byte,0)printAlloc()fori:=0;i
如果不加最后的 KeepAlive，m 會被回收掉。
當 N = 128 時，運行程序：
$gorunmain2.go0MB461MB293MB
可以看到，當刪除了所有 kv 后，內存占用依然有 293 MB，這實際上是創(chuàng)建長度為 100w 的 map 所消耗的內存大小。當我們創(chuàng)建一個初始長度為 100w 的 map：
packagemainimport("fmt""runtime")constN=128funcprintAlloc(){varmruntime.MemStatsruntime.ReadMemStats(&m)fmt.Printf("%dMB\n",m.Alloc/1024/1024)}funcmain(){n:=1_000_000m:=make(map[int][N]byte,n)printAlloc()runtime.KeepAlive(m)}
運行程序，得到 100w 長度的 map 的消耗的內存為：
$gorunmain3.go293MB
這時有一個疑惑，為什么在向 map 寫入了 100w 個 kv 之后，占用內存變成了 461MB？
我們知道，當 val 大小 <= 128B 時，val 其實是直接放在 bucket 里的，按理說，寫入 kv 與否，這些 bucket 占用的內存都在那里。換句話說，寫入 kv 之后，占用的內存應該還是 293MB，實際上卻是 461MB。
這里的原因其實是在寫入 100w kv 期間 map 發(fā)生了擴容，buckets 進行了搬遷。我們可以用 hack 的方式打印出 B 值：
funcmain(){//...varBuint8fori:=0;i
運行程序，B 值從 1 一直變到 18。搬遷的過程可以參考前面提到的那篇 map 文章，這里不再贅述。
而如果我們初始化的時候直接將 map 的長度指定為 100w，那內存變化情況為：
293MB293MB293MB
當 val 小于 128B 時，初始化 map 后內存占用量一直不變。原因是 put 操作只是在 bucket 里原地寫入 val，而 delete 操作則是將 val 清零，bucket 本身還在。因此，內存占用大小不變。
而當 val 大小超過 128B 后，bucket 不會直接放 val，轉而變成一個指針。我們將 N 設為 129，運行程序：
0MB197MB38MB
雖然 map 的 bucket 占用內存量依然存在，但 val 改成指針存儲后內存占用量大大降低。且 val 被刪掉后，內存占用量確實降低了。
總之，map 的 buckets 數只會增，不會降。所以在流量沖擊后，map 的 buckets 數增長到一定值，之后即使把元素都刪了也無濟于事。內存占用還是在，因為 buckets 占用的內存不會少。
對于 map 內存泄漏的解法：
重啟；將 val 類型改成指針；定期地將 map 里的元素全量拷貝到另一個 map 里。
好在一般有大流量沖擊的互聯網業(yè)務大都是 toC 場景，上線頻率非常高。有的公司能一天上線好幾次，在問題暴露之前就已經重啟恢復了，問題不大。
參考資料[1]
文章: https://xargin.com/cpu-idle-cannot-recover-after-peak-load/
[2]
issue: https://github.com/golang/go/issues/34457
[3]
《深度解密 Go 語言之 map》: https://qcrao.com/post/dive-into-go-map/
 

關鍵詞：         
       運行程序 
              
       內存泄漏 
              
       元素個數