Golang中container/list包中的坑

但是list包中大部分对于e *Element进行操作的元素都可能会导致程序崩溃,其根本原因是e是一个Element类型的指针,当然其也可能为nil,但是golang中list包中函数没有对其进行是否为nil的检查,变默认其非nil进行操作,所以这种情况下,便可能出现程序崩溃。

1.举个简单例子,Remove()函数

package main

import (
	"container/list"
	"fmt"
)

func main() {
	l := list.New()
	l.PushBack(1)
	fmt.Println(l.Front().Value) //1
	value := l.Remove(l.Front())
	fmt.Println(value)            //1
	value1 := l.Remove(l.Front()) //panic: runtime error: invalid memory address or nil pointer dereference
	fmt.Println(value1)
}

从程序中可以直观的看出程序崩溃,原因是list中只有1个元素,但是要删除2个元素。但是再进一步查看一下原因,便会得出如下结果。

golang中Front()函数实现如下

func (l *List) Front() *Element {
    if l.len == 0 {
        return nil
    }
    return l.root.next
}

由此可见,当第一次删除之后。list的长度变为0,此时在调用l.Remove(l.Front()),其中l.Front()返回的是一个nil。

接下来再看golang中Remove()函数实现,该函数并没有判定e是否为nil,变直接默认其为非nil,直接对其进行e.list或者e.Value取值操作。当e为nil时,这两个操作都将会造成程序崩溃,这也就是为什么上面程序会崩溃的原因。

func (l *List) Remove(e *Element) interface{} {
	if e.list == l {
		// if e.list == l, l must have been initialized when e was inserted
		// in l or l == nil (e is a zero Element) and l.remove will crash
		l.remove(e)
	}
	return e.Value
}

2.(l *list)PushBackList(other *list)该函数用于将other list中元素添加在l list的后面。基本实现思想是取出other中所有元素,将其顺次挂载在l列表中,但是golang中实现有问题,代码如下。

func (l *List) PushBackList(other *List) {
	l.lazyInit()
	for i, e := other.Len(), other.Front(); i > 0; i, e = i-1, e.Next() {
		l.insertValue(e.Value, l.root.prev)
	}
}

其具体思想是首先获取other的长度n,然后循环n次取出其元素将其插入l中。问题就出现在循环n次,如果在这个过程中other的元素变化的话,例如其中有些元素被删除了,这就导致e的指针可能为nil,此时再利用e.Value取值,程序便会崩溃。如下所示。

package main

import (
	"container/list"
	"runtime"
)

func main() {
	runtime.GOMAXPROCS(8)
	l := list.New()
	ls := list.New()
	for i := 0; i < 10000; i++ {
		ls.PushBack(i)
	}
	go ls.Remove(l.Back())
	l.PushBackList(ls) //invalid memory address or nil pointer dereference
}

如程序中所示,再讲ls中元素添加到l过程中,如果ls中元素减少,程序便会崩溃。原因如上面分析。

建议:

在golang中如果对与list的操作只有串行操作,则只需要注意检查元素指针是否为nil便可避免程序崩溃,如果程序中会并发处理list中元素,建议对list进行加写锁(全局锁),然后再操作。注意,读写锁无法保证并行处理list时程序的安全性。

原文发布于微信公众号 - Golang语言社区(Golangweb)

原文发表时间:2017-01-10

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