无论是无缓冲通道,还是有缓冲通道,都存在阻塞的情况,教你一招再也不遇到channel阻塞的问题。
这篇文章会介绍,哪些情况会存在阻塞,以及如何使用select解决阻塞。

阻塞场景

阻塞场景共4个,有缓存和无缓冲各2个。
无缓冲通道的特点是,发送的数据需要被读取后,发送才会完成,它阻塞场景:

  1. 通道中无数据,但执行读通道。
  2. 通道中无数据,向通道写数据,但无协程读取。
  1. // 场景1
  2. func ReadNoDataFromNoBufCh() {
  3. noBufCh := make(chan int)
  4. <-noBufCh
  5. fmt.Println("read from no buffer channel success")
  6. // Output:
  7. // fatal error: all goroutines are asleep - deadlock!
  8. }
  9. // 场景2
  10. func WriteNoBufCh() {
  11. ch := make(chan int)
  12. ch <- 1
  13. fmt.Println("write success no block")
  14. // Output:
  15. // fatal error: all goroutines are asleep - deadlock!
  16. }

注:示例代码中的Output注释代表函数的执行结果,每一个函数都由于阻塞在通道操作而无法继续向下执行,最后报了死锁错误。
有缓存通道的特点是,有缓存时可以向通道中写入数据后直接返回,缓存中有数据时可以从通道中读到数据直接返回,这时有缓存通道是不会阻塞的,它阻塞的场景是:

  1. 通道的缓存无数据,但执行读通道。
  2. 通道的缓存已经占满,向通道写数据,但无协程读。
  1. // 场景1
  2. func ReadNoDataFromBufCh() {
  3. bufCh := make(chan int, 1)
  4. <-bufCh
  5. fmt.Println("read from no buffer channel success")
  6. // Output:
  7. // fatal error: all goroutines are asleep - deadlock!
  8. }
  9. // 场景2
  10. func WriteBufChButFull() {
  11. ch := make(chan int, 1)
  12. // make ch full
  13. ch <- 100
  14. ch <- 1
  15. fmt.Println("write success no block")
  16. // Output:
  17. // fatal error: all goroutines are asleep - deadlock!
  18. }

使用Select实现无阻塞读写

select是执行选择操作的一个结构,它里面有一组case语句,它会执行其中无阻塞的那一个,如果都阻塞了,那就等待其中一个不阻塞,进而继续执行,它有一个default语句,该语句是永远不会阻塞的,我们可以借助它实现无阻塞的操作。
下面示例代码是使用select修改后的无缓冲通道和有缓冲通道的读写,以下函数可以直接通过main函数调用,其中的Ouput的注释是运行结果,从结果能看出,在通道不可读或者不可写的时候,不再阻塞等待,而是直接返回。

  1. // 无缓冲通道读
  2. func ReadNoDataFromNoBufChWithSelect() {
  3. bufCh := make(chan int)
  4. if v, err := ReadWithSelect(bufCh); err != nil {
  5. fmt.Println(err)
  6. } else {
  7. fmt.Printf("read: %d\n", v)
  8. }
  9. // Output:
  10. // channel has no data
  11. }
  12. // 有缓冲通道读
  13. func ReadNoDataFromBufChWithSelect() {
  14. bufCh := make(chan int, 1)
  15. if v, err := ReadWithSelect(bufCh); err != nil {
  16. fmt.Println(err)
  17. } else {
  18. fmt.Printf("read: %d\n", v)
  19. }
  20. // Output:
  21. // channel has no data
  22. }
  23. // select结构实现通道读
  24. func ReadWithSelect(ch chan int) (x int, err error) {
  25. select {
  26. case x = <-ch:
  27. return x, nil
  28. default:
  29. return 0, errors.New("channel has no data")
  30. }
  31. }
  32. // 无缓冲通道写
  33. func WriteNoBufChWithSelect() {
  34. ch := make(chan int)
  35. if err := WriteChWithSelect(ch); err != nil {
  36. fmt.Println(err)
  37. } else {
  38. fmt.Println("write success")
  39. }
  40. // Output:
  41. // channel blocked, can not write
  42. }
  43. // 有缓冲通道写
  44. func WriteBufChButFullWithSelect() {
  45. ch := make(chan int, 1)
  46. // make ch full
  47. ch <- 100
  48. if err := WriteChWithSelect(ch); err != nil {
  49. fmt.Println(err)
  50. } else {
  51. fmt.Println("write success")
  52. }
  53. // Output:
  54. // channel blocked, can not write
  55. }
  56. // select结构实现通道写
  57. func WriteChWithSelect(ch chan int) error {
  58. select {
  59. case ch <- 1:
  60. return nil
  61. default:
  62. return errors.New("channel blocked, can not write")
  63. }
  64. }

使用Select+超时改善无阻塞读写

使用default实现的无阻塞通道阻塞有一个缺陷:当通道不可读或写的时候,会即可返回。实际场景,更多的需求是,我们希望,尝试读一会数据,或者尝试写一会数据,如果实在没法读写,再返回,程序继续做其它的事情。
使用定时器替代default可以解决这个问题。比如,我给通道读写数据的容忍时间是500ms,如果依然无法读写,就即刻返回,修改一下会是这样:

  1. func ReadWithSelect(ch chan int) (x int, err error) {
  2. timeout := time.NewTimer(time.Microsecond * 500)
  3. select {
  4. case x = <-ch:
  5. return x, nil
  6. case <-timeout.C:
  7. return 0, errors.New("read time out")
  8. }
  9. }
  10. func WriteChWithSelect(ch chan int) error {
  11. timeout := time.NewTimer(time.Microsecond * 500)
  12. select {
  13. case ch <- 1:
  14. return nil
  15. case <-timeout.C:
  16. return errors.New("write time out")
  17. }
  18. }

结果就会变成超时返回:

  1. read time out
  2. write time out
  3. read time out
  4. write time out

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作者:大彬_一起学Golang
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来源:简书
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