浅谈GO中的Channel以及死锁的造成


Posted in Golang onMarch 18, 2022

写在前面

这篇文章的诞生要感谢MIT 6.284课程。在其中一节课中,谈到了多线程的协同的一些问题,其中就涉及到了channel这个概念,并由一段代码引发思考并逐渐深入得到了这篇文章。

引子

课程中有一段代码如下:

浅谈GO中的Channel以及死锁的造成

其大致含义是:代码背景是在进行多线程网络爬虫页面url,master线程启动后,从channel通道中读取当前页面的所有url即urls,接着再对这个urls中的每一个url进行爬虫读取新页面中的urls(即执行go worker(u, ch ,fetcher)),每启动一个worker线程便开始向channel中写入该url指向页面中所有包含的urls,以供master线程读取。

问题抛出

那么问题来了,为什么第一层for循环不会range完ch之后便直接结束循环,还需要利用局部变量n来根据特定情况跳出循环?

问题解释

课程上的解释是,这个range会一直阻塞,但并未提出解释。其实,这里很容易分析,因为当前的channel是一个无缓冲通道。所谓无缓冲通道,简单的讲就是两个线程对channel进行操作,一个读,一个写,永远都只能是写一个,读一个按照这样的顺序进行。更详细一些的话,读的那个线程会一直阻塞,直到写的线程向channel中写入一个数据。反之亦然,写的线程在完成一次写操作之后,也会一直阻塞直到另外一个线程完成对该channel的读取操作。上述情况只有一种例外状况,那就是该channel通道被某个线程close掉了:close(channel)。

而这里的range其实不太等同于对数组的range,这里的range实质上为对channel通道的读取。所以,在并未有认为close通道的前提下,该for循环会一直阻塞,不会退出,于是需要设定一个局部状态量n让其退出循环,保证程序的正常运行。当然我们也可以通过close其channel来实现,不过我认为close的时机可能不是非常容易把握。

继续深入

完成上述思考之后,对channel进行了较为的深入的分析,当然分析是以具体的实验展开的。给出下述实验代码:

func main() {
    test()
}

func test()  {
	ch := make(chan int,4)

	go func() {
		ch <- 1
		ch <- 2
		ch <- 3
		ch <- 4
	}()

	//go func() {
	for a := range ch {
		fmt.Print(a)
	}
	//}()

	fmt.Print("test is over")
}

执行结果直接报错,显示:fatal error: all goroutines are asleep - deadlock!
即:出现死锁。
为什么会出现这种情况?
首先我们来分析一下这段代码的目的:利用channel通道,实现数据的传递,一个线程向channel通道中写入数据,另外一个读取。为什么会出现死锁呢?

首先我们分析一下当前程序有多少个线程在执行,main函数是主线程,调用test函数之后,主线程进入了test函数中继续运行。而在test函数中,采用闭包函数或者说匿名函数的方法新开了一个线程,即goroutine去向已经生成的无缓冲通道中发送数据。发送的过程并非是主线程的任务,所以主线程在执行完go func之后马上跳过继续执行下面的for循环,也就是要将channel中的数据读取出来。

for a := range ch {
		fmt.Print(a)
	}

这时,问题来了。现在两个线程,主线程读,另外一个写。在另外一个线程完成最后一个写之后,主线程开始阻塞等待新的写操作,而主线程一旦阻塞整个test函数也无法结束,所以导致了死锁的产生,主线程一直被阻塞。

明白了上述原因之后,解决方法便很简单了,将从channel中读数据的任务交给另外一个线程,而非主线程,主线程直接调用完test函数之后马上结束,其他两个线程的死活都不会影响到程序本身的运行,即主线程的运行。如下:

func main() {
    test()
}

func test()  {
	ch := make(chan int,4)

	go func() {
		ch <- 1
		ch <- 2
		ch <- 3
		ch <- 4
	}()

	go func() {
	for a := range ch {
		fmt.Print(a)
	}
	}()

	fmt.Print("test is over")
}

当然这种方法是偷懒的,这样的操作有可能导致内存溢出等情况发生,所以最好还是让发送数据的线程在发送完之后将channel关闭,如下所示:

func main() {
    test()
    time.Sleep(time.Second)
}

func test()  {
	ch := make(chan int,4)

	go func() {
		ch <- 1
		ch <- 2
		ch <- 3
		ch <- 4
		close(ch)
	}()

	go func() {
	for a := range ch {
		fmt.Print(a)
	}
	}()

	fmt.Print("test is over")
}

输出为:

test is over1234

注意,这里为了保证能够输出1234,需要将主线程休眠1s,确保主线程在退出之前,负责读取的线程能够完成读取工作。

写在后面

Go语言对多线程天然的集成性,让其在处理并发的一些事务时十分方便,但是还是需要注意一些死锁的生成。

到此这篇关于浅谈GO中的Channel以及死锁的造成的文章就介绍到这了,更多相关GO中Channel及死锁内容请搜索三水点靠木以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持三水点靠木!

Golang 相关文章推荐
golang interface判断为空nil的实现代码
Apr 24 Golang
golang中实现给gif、png、jpeg图片添加文字水印
Apr 26 Golang
go语言中切片与内存复制 memcpy 的实现操作
Apr 27 Golang
golang slice元素去重操作
Apr 30 Golang
Golang: 内建容器的用法
May 05 Golang
试了下Golang实现try catch的方法
Jul 01 Golang
Golang表示枚举类型的详细讲解
Sep 04 Golang
Golang使用Panic与Recover进行错误捕获
Mar 22 Golang
golang生成vcf通讯录格式文件详情
Mar 25 Golang
Go归并排序算法的实现方法
Apr 06 Golang
Go本地测试解耦任务拆解及沟通详解Go本地测试的思路沟通的重要性总结
Jun 21 Golang
Go微服务项目配置文件的定义和读取示例详解
Jun 21 Golang
Golang 并发下的问题定位及解决方案
Mar 16 #Golang
如何利用golang运用mysql数据库
深入理解go缓存库freecache的使用
Feb 15 #Golang
Go语言读取txt文档的操作方法
Jan 22 #Golang
一文搞懂Golang 时间和日期相关函数
Go语言基础切片的创建及初始化示例详解
Nov 17 #Golang
Go语言基础map用法及示例详解
Nov 17 #Golang
You might like
php基础知识:类与对象(1)
2006/12/13 PHP
PHP新手用的Insert和Update语句构造类
2012/03/31 PHP
PHP模拟登陆163邮箱发邮件及获取通讯录列表的方法
2015/03/07 PHP
thinkPHP基于ajax实现的菜单与分页示例
2016/07/12 PHP
php插入含有特殊符号数据的处理方法
2016/11/24 PHP
使用TextRange获取输入框中光标的位置的代码
2007/03/08 Javascript
javascript页面加载完执行事件代码
2014/02/11 Javascript
js封装可使用的构造函数继承用法分析
2015/01/28 Javascript
JavaScript实现级联菜单的方法
2015/06/29 Javascript
JS针对Array的各种操作汇总
2016/11/29 Javascript
JS中正则表达式全局匹配模式 /g用法详解
2017/04/01 Javascript
快速搭建React的环境步骤详解
2017/11/06 Javascript
bootstrap-table.js扩展分页工具栏(增加跳转到xx页)功能
2017/12/28 Javascript
详解Vue源码之数据的代理访问
2018/12/11 Javascript
微信小程序如何加载数据库真实数据的实现
2020/03/04 Javascript
微信小程序点击按钮动态切换input的disabled禁用/启用状态功能
2020/03/07 Javascript
[04:22]DOTA2大事件之护国神翼
2020/08/14 DOTA
Python抓取淘宝下拉框关键词的方法
2015/07/08 Python
Python 高级专用类方法的实例详解
2017/09/11 Python
Python 逐行分割大txt文件的方法
2017/10/10 Python
解决python中遇到字典里key值为None的情况,取不出来的问题
2018/10/17 Python
用python3 返回鼠标位置的实现方法(带界面)
2019/07/05 Python
python设置环境变量的作用和实例
2019/07/09 Python
pytorch中的卷积和池化计算方式详解
2020/01/03 Python
python如何调用java类
2020/07/05 Python
python collections模块的使用
2020/10/16 Python
Pycharm安装第三方库失败解决方案
2020/11/17 Python
超酷炫 CSS3垂直手风琴菜单
2016/06/28 HTML / CSS
HTML5 Canvas中绘制椭圆的4种方法
2015/04/24 HTML / CSS
Omio荷兰:预订火车、巴士和机票
2018/11/04 全球购物
工作会议方案
2014/05/21 职场文书
服务承诺口号
2014/05/22 职场文书
2014年科研工作总结
2014/12/03 职场文书
初中生思想道德自我评价
2015/03/09 职场文书
初中军训感言
2015/08/01 职场文书
Java工作中实用的代码优化技巧分享
2022/04/21 Java/Android