【protobuf 】protobuf 升级后带来的一些坑

---

前段时间把公司某项目依赖的 github.com/golang/protobuf 的版本从 v1.3.3 升级到了 v1.4.2，本文记录了升级过程中遇到的一些问题。

Google 对 Go 的 protobuf 库的底层进行了大的改进，新版本的包路径转移到了 google.golang.org/protobuf.
同时，这些改进也被带进了 github.com/golang/protobuf：从 v1.4 版本起，github.com/golang/protobuf 会在 google.golang.org/protobuf 的基础上实现，但会保证接口兼容，这也表明当前依赖 github.com/golang/protobuf 的项目可以直接升级版本，而无需对上层代码进行改动。

然而，新版的 protobuf-gen-go 使用了 google.golang.org/protobuf/protoreflect，编译出的 message 结构体与之前完全不同，这给我们的升级工作带来了一些麻烦。

1. 代码中对 XXX_Unmarshal 的直接调用

老版的 protoc-gen-go 会暴露一个 XXX_Unmarshal 接口，用于在 proto.Unmarshal 时进行调用，所以有一些同事选择会直接调用 message.XXX_Unmarshal 方法。新版的 proto 通过 ProtoReflect 接口暴露 message 内部信息，编译 pb.go 时也没有了 XXX_Unmarshal 方法，所以会导致编译时报错 message.XXX_Unmarshal undefined.

解决方案很简单：改用 proto.Unmarshal 即可。

2. 结构体内部结构变化导致测试出错

针对同一个 message，老版本编译后的结构体结构如下:

type HealthCheckResponse struct {
    Status               HealthCheckResponse_ServingStatus `protobuf:"varint,1,opt,name=status,proto3,enum=liulishuo.common.health.v1.HealthCheckResponse_ServingStatus" json:"status,omitempty"`
    XXX_NoUnkeyedLiteral struct{}                          `json:"-"`
    XXX_unrecognized     []byte                            `json:"-"`
    XXX_sizecache        int32                             `json:"-"`
}
1
2
3
4
5
6

而新版本编译后的结构如下：

type HealthCheckResponse struct {
    state         protoimpl.MessageState
    sizeCache     protoimpl.SizeCache
    unknownFields protoimpl.UnknownFields

    Status HealthCheckResponse_ServingStatus `protobuf:"varint,1,opt,name=status,proto3,enum=liulishuo.common.health.v1.HealthCheckResponse_ServingStatus" json:"status,omitempty"`
}
1
2
3
4
5
6
7

可以看到，新版本中添加了三个未导出字段，而这三个字段为我们的测试代码带来了一些麻烦。

1. cmp.Equal 时 panic
   我们的测试中使用了 github.com/google/go-cmp/cmp.Equal 来对 proto 结构体进行比较，而结构体中的未导出字段会让 cmp.Equal 和 cmp.Diff panic:

panic: cannot handle unexported field at {*pkg.SomeRequest}.state:
    ".../services_go_proto".SomeRequest
consider using a custom Comparer; if you control the implementation of type, you can also consider using an Exporter, AllowUnexported, or cmpopts.IgnoreUnexported [recovered]
1
2
3

go-cmp 推荐的方式是使用 IgnoreUnexported，但这种方式需要传递所有需要忽略的类型，对含有多层嵌套的 message 非常不友好。
经过一番搜索，发现 protocmp.Transform 可以将所有的 protobuf message 转换成自定义的 map[string]interface{} 进行比较，所以我们可以用 Transform() 来解决问题：

import "google.golang.org/protobuf/testing/protocmp"

// ...
opt := protocomp.Trnasform()
if !cmp.Equal(exp, got, opt) {
    t.Error(exp, got, opt)
}
1
2
3
4
5
6
7

2. assert 卡死并占满内存
   相比上面的问题，下面的问题更加奇怪：使用 github.com/stretchr/testify/assert.Equal 比较某些特殊的 proto message 时会卡死，同时内存占用会暴涨。

尝试用 pprof 取样，取出来的 CPU 和堆采样图长这样：

可以看到 spew.Dump 中存在无限递归，这导致了程序卡死以及持续的内存分配。

随后搜到了testify 的 issue，相关评论中提出了几种绕过的方案，然而这个问题至今没有解决。

个人推荐的解决方式有两种：

1. 使用 marshalTextString() 将 message 转换成 proto text，然后再进行比较；
2. 使用 cmp.Equal，结合 protocmp.Transform.

3. lint 报错 copylocks

处理完业务代码处理测试，处理完测试代码还有 lint 要处理。

我们的项目在升级完后，go vet 会报 copylocks 错误：assignment copies lock value to got: .../message_go_protos.Message contains google.golang.org/protobuf/internal/impl.MessageState contains sync.Mutex

解决方式也比较简单：将所有 proto message 改为指针传递即可。