7. 有了 GC，为什么还会发生内存泄露？

在一个具有 GC 的语言中，我们常说的内存泄漏，用严谨的话来说应该是：预期的能很快被释放的内存由于附着在了长期存活的内存上、或生命期意外地被延长，导致预计能够立即回收的内存而长时间得不到回收。

在 Go 中，由于 goroutine 的存在，所谓的内存泄漏除了附着在长期对象上之外，还存在多种不同的形式。

形式1：预期能被快速释放的内存因被根对象引用而没有得到迅速释放

当有一个全局对象时，可能不经意间将某个变量附着在其上，且忽略的将其进行释放，则该内存永远不会得到释放。例如：

var cache = map[interface{}]interface{}{}
func keepalloc() {
    for i := 0; i < 10000; i++ {
        m := make([]byte, 1<<10)
        cache[i] = m
    }
}

形式2：goroutine 泄漏

Goroutine 作为一种逻辑上理解的轻量级线程，需要维护执行用户代码的上下文信息。在运行过程中也需要消耗一定的内存来保存这类信息，而这些内存在目前版本的 Go 中是不会被释放的。因此，如果一个程序持续不断地产生新的 goroutine、且不结束已经创建的 goroutine 并复用这部分内存，就会造成内存泄漏的现象，例如：

func keepalloc2() {
    for i := 0; i < 100000; i++ {
        go func() {
            select {}
        }()
    }
}

验证

我们可以通过如下形式来调用上述两个函数：

package main
import (
    "os"
    "runtime/trace"
)
func main() {
    f, _ := os.Create("trace.out")
    defer f.Close()
    trace.Start(f)
    defer trace.Stop()
    keepalloc()
    keepalloc2()
}

运行程序：

go run main.go

会看到程序中生成了 trace.out 文件，我们可以使用 go tool trace trace.out 命令得到下图：

可以看到，途中的 Heap 在持续增长，没有内存被回收，产生了内存泄漏的现象。

值得一提的是，这种形式的 goroutine 泄漏还可能由 channel 泄漏导致。而 channel 的泄漏本质上与 goroutine 泄漏存在直接联系。Channel 作为一种同步原语，会连接两个不同的 goroutine，如果一个 goroutine 尝试向一个没有接收方的无缓冲 channel 发送消息，则该 goroutine 会被永久的休眠，整个 goroutine 及其执行栈都得不到释放，例如：

var ch = make(chan struct{})
func keepalloc3() {
    for i := 0; i < 100000; i++ {
        // 没有接收方，goroutine 会一直阻塞
        go func() { ch <- struct{}{} }()
    }
}