使用 pprof 排查 Go 死锁的步骤

2025-05-22 分类：GO 作者：admin 阅读（21）

死锁（Deadlock）的简明定义

死锁是指多个进程（或线程、协程）在竞争资源时，因互相持有对方所需的资源且不释放，导致所有参与者无限阻塞的状态。

死锁的四个必要条件

互斥条件：资源一次只能被一个进程占用（如锁、文件句柄）。
占有并等待：进程持有至少一个资源，同时等待其他被占用的资源。
非抢占条件：已分配给进程的资源不能被强制剥夺，只能主动释放。
循环等待：多个进程形成环形依赖链（如A等B，B等C，C等A）。

👉 只有这四个条件同时满足时，死锁才会发生。

Go语言中的死锁示例

1，显式死锁直接崩溃

fatal error: all goroutines are asleep - deadlock!

goroutine 1 [select (no cases)]:
main.main()
/home/hezichao/go_project/test/go_test/prop/deadlock/deadlock.go:29 +0x2b

var mu1, mu2 sync.Mutex

func main() {
    go func() {
        mu1.Lock()         // 协程1持有mu1
        defer mu1.Unlock()
        time.Sleep(time.Second * 10)  // 模拟耗时操作
        mu2.Lock()         // 协程1尝试获取mu2（但mu2被协程2持有）
        defer mu2.Unlock()
    }()

    go func() {
        mu2.Lock()         // 协程2持有mu2
        defer mu2.Unlock()
        mu1.Lock()         // 协程2尝试获取mu1（死锁发生！）
        defer mu1.Unlock()
    }()

    select {} // 阻塞主线程
}

var mu1, mu2 sync.Mutex

func main() {

go func() {

mu1.Lock() // 协程1持有mu1

defer mu1.Unlock()

time.Sleep(time.Second * 10) // 模拟耗时操作

mu2.Lock() // 协程1尝试获取mu2（但mu2被协程2持有）

defer mu2.Unlock()

}()

go func() {

mu2.Lock() // 协程2持有mu2

defer mu2.Unlock()

mu1.Lock() // 协程2尝试获取mu1（死锁发生！）

defer mu1.Unlock()

}()

select {} // 阻塞主线程

}

2，真实场景示例：局部死锁导致性能下降（不崩溃）（代码暂未模拟出）

场景描述

假设有一个 电商订单系统，用户支付成功后，系统需要：

扣减库存（inventory_service）。
生成物流单（shipping_service）。
更新订单状态（order_service）。

由于服务间存在依赖关系，高并发时可能发生局部死锁，表现为：

部分订单卡在“处理中”状态（但系统整体仍可响应新请求）。
API 延迟飙升（从 100ms 增加到 10s+）。
数据库连接池耗尽（因长时间持有事务锁）。

如何避免死锁？

破坏占有并等待：一次性申请所有所需资源（如全局锁）。
破坏非抢占：使用超时机制（如TryLock或context.WithTimeout）。
破坏循环等待：统一资源获取顺序（如总是先锁A再锁B）。
工具检测：
- Go的-race flag检测数据竞争（可能引发死锁）。
- 使用pprof分析阻塞的Goroutine。

死锁是多个执行单元因资源竞争陷入的永久阻塞状态，需通过设计规范或工具预防。

使用 `pprof` 排查 Go 死锁的步骤

1. 复现死锁问题

确保程序能触发死锁（如卡死、CPU 占用 0% 但未退出）。

2. 采集 Goroutine 阻塞数据

方式 1：HTTP 服务集成（推荐）

import _ "net/http/pprof" // 自动注册 /debug/pprof 端点

go func() {
    log.Println(http.ListenAndServe(":6060", nil))
}()

import _ "net/http/pprof" // 自动注册 /debug/pprof 端点

go func() {

log.Println(http.ListenAndServe(":6060", nil))

}()

访问 http://localhost:6060/debug/pprof/goroutine?debug=2 查看所有 Goroutine 堆栈。

方式 2：程序崩溃时保存快照

import "runtime/pprof"

func saveGoroutineDump() {
    f, _ := os.Create("goroutine.pprof")
    defer f.Close()
    pprof.Lookup("goroutine").WriteTo(f, 2) // 2 表示详细输出
}

import "runtime/pprof"

func saveGoroutineDump() {

f, _ := os.Create("goroutine.pprof")

defer f.Close()

pprof.Lookup("goroutine").WriteTo(f, 2) // 2 表示详细输出

}

在怀疑死锁处调用此函数（如收到 SIGUSR1 信号时）。

3. 分析阻塞的 Goroutine

curl http://localhost:6060/debug/pprof/goroutine?debug=2

1	curl http://localhost:6060/debug/pprof/goroutine?debug=2

关键观察：

查找大量 Goroutine 卡在 sync.Mutex.Lock() 或 chan send/receive。
检查是否形成循环等待链（如 A 等 B，B 等 C，C 等 A）。

示例输出分析

goroutine 20 [semacquire, 10 minutes]:
sync.runtime_SemacquireMutex(0xc0000120a0, 0x0, 0x1)
    /usr/local/go/src/runtime/sema.go:71 +0x47
sync.(*Mutex).lockSlow(0xc000012098)
    /usr/local/go/src/sync/mutex.go:138 +0x105
sync.(*Mutex).Lock(...)
    /usr/local/go/src/sync/mutex.go:81
main.func1()
    /path/to/file.go:15   <-- 死锁发生位置

goroutine 20 [semacquire, 10 minutes]:

sync.runtime_SemacquireMutex(0xc0000120a0, 0x0, 0x1)

/usr/local/go/src/runtime/sema.go:71 +0x47

sync.(*Mutex).lockSlow(0xc000012098)

/usr/local/go/src/sync/mutex.go:138 +0x105

sync.(*Mutex).Lock(...)

/usr/local/go/src/sync/mutex.go:81

main.func1()

/path/to/file.go:15 <-- 死锁发生位置

4. 结合其他 Profile 确认

Mutex 竞争分析（需代码插桩）：

import "runtime/pprof"

var mu sync.Mutex
mu.Lock()
pprof.Lookup("mutex").WriteTo(os.Stdout, 1)
mu.Unlock()

import "runtime/pprof"

var mu sync.Mutex

mu.Lock()

pprof.Lookup("mutex").WriteTo(os.Stdout, 1)

mu.Unlock()

Block 阻塞分析：

go tool pprof http://localhost:6060/debug/pprof/block

1	go tool pprof http://localhost:6060/debug/pprof/block

5. 解决死锁的常见手段

按固定顺序获取锁（破坏循环等待）：
// 正确写法：全局约定先锁 mu1 再锁 mu2 mu1.Lock() defer mu1.Unlock() mu2.Lock() defer mu2.Unlock()

1
2
3
4
5

// 正确写法：全局约定先锁 mu1 再锁 mu2
mu1.Lock()
defer mu1.Unlock()
mu2.Lock()
defer mu2.Unlock()

2.使用 select + 超时（破坏非抢占）：

select { case <-ch: // 正常接收 case <-time.After(500ms): // 超时释放资源 }

1
2
3
4

select {
case <-ch: // 正常接收
case <-time.After(500ms): // 超时释放资源
}

3.减少锁粒度（如用 sync.Map 或原子操作替代）。

6.验证修复

用 go run -race main.go 检测数据竞争。

压力测试观察是否再次卡死。

通过 pprof 快速定位阻塞的 Goroutine 和资源依赖链，是解决死锁的最高效方法。

死锁、goruntine阻塞、channel阻塞有什么区别和联系

区别：
- 死锁是一种特定的阻塞状态，通常涉及多个 goroutine 和锁的相互等待。
- goroutine 阻塞 是一个更广泛的概念，指任何导致 goroutine 无法继续执行的状态。
- channel 阻塞 是 goroutine 阻塞的一种特定情况，特指在使用 channel 进行通信时的阻塞。
联系：
- 死锁是 goroutine 阻塞的一种形式，但并不是所有的 goroutine 阻塞都是死锁。
- channel 阻塞是 goroutine 阻塞的一个常见场景，但它可以是正常的、预期的行为，而非错误。

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admin（6年前 (2020-03-09)）
分别用不同厚度的筏板定义，画图后这设置筏板变截面处理。 http://f.fwxgx.co...
评：新文章！
admin（6年前 (2020-03-09)）
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admin（6年前 (2020-03-09)）
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