go - 关于使用 channel 时遇到的死锁问题

比眉伴天荒 2022-06-07 11:06 277阅读 0赞

# 1，发生死锁的代码 #

func deadlockTest() {
    
        ch := make(chan int)
        results := make(chan int)
    
        for i := 0; i < 2; i++ {
            go func() {
                // 把从channel里取得的数据，再传回去
                x := <-ch
                results <- x
    
            }()
        }
    
        // 向输入数据里传两个数据
        ch <- 1
        ch <- 2
    
        for re := range results {
            fmt.Printf("re:%v\n", re)
        }
    
    }

结果：

re:1
    re:2
    fatal error: all goroutines are asleep - deadlock!
    
    goroutine 1 [chan receive]:
    main.deadlockTest()
        /Users/iss/goproj/go_bible/src/main.go:45 +0x174
    main.main()
        /Users/iss/goproj/go_bible/src/main.go:14 +0x20
    
    Process finished with exit code 0

# 2，发生死锁的原因 #

主程序中的`for re := range results`代码，在处理完`1`和`2`两条数据后，还一直在等待 results channel 的内容，无法结束。这样的话，Go就会判定产生了死锁

for re := range results {
            fmt.Printf("re:%v\n", re)
        }

# 3，如果解决这个死锁问题 #

## 方案1: ##

### 代码 ###

func deadlockTestOKVer1() {
    
        ch := make(chan int)
        results := make(chan int)
    
        for i := 0; i < 2; i++ {
            go func() {
                // 把从channel里取得的数据，再传回去
                x := <-ch
                results <- x
    
            }()
        }
    
        // 向输入数据里传两个数据
        ch <- 1
        ch <- 2
    
        go func() {
            for re := range results {
                fmt.Printf("re:%v\n", re)
            }
        }()
    
        // 等待3秒后，才结束主程序。
        // 如果不加等待的话，上面的 go func 可能还没有执行，程序就结束了，go func 跟着结束了。
        time.Sleep(3 * time.Second)
    
    }

### 解析： ###

1，这个方法是把 results channel 的接收处理，放到一个goroutine里去做。这样的话，主程序就不会卡住不动，即产生死锁了。  
2，然后，在最后一行加了一个等待（time.Sleep(3 \* time.Second)）。如果不加等待的话，上面的 go func 可能还没有执行，程序就结束了，go func 跟着结束了。（和Sleep相比，还有更好的方法，比如使用WaitGroup）

> （fatal error: all goroutines are asleep - deadlock!）这种抛出 error 的死锁，是只有主程序卡住不动才会生产的吗？如果是的话，那不让主程序卡住不动，就不会发生这种事情了。所以以下的各种解决方案，都是围绕如何“不让主程序卡住”来做的。

## 方法2： ##

### 代码 ###

func deadlockTestOKVer2() {
    
        var wg sync.WaitGroup
        ch := make(chan int)
        results := make(chan int)
    
        for i := 0; i < 2; i++ {
            wg.Add(1)
            go func() {
                // 把从channel里取得的数据，再传回去
                x := <-ch
                results <- x
    
                defer wg.Done()
    
            }()
        }
    
        // 在（for i := 0; i < 2; i++）循环里的 go func 都执行完后，
        // 关闭 result channel，这样主程序里的 for reuslts 循环 就可以正常结束了。
        go func() {
            wg.Wait()
            close(results)
        }()
    
        // 向输入数据里传两个数据
        ch <- 1
        ch <- 2
    
        for re := range results {
            fmt.Printf("re:%v\n", re)
        }
    
        // 等待3秒后，才结束主程序。
        // 如果不加等待的话，上面的 go func 可能还没有执行，程序就结束了，go func 跟着结束了。
        time.Sleep(3 * time.Second)
    
    }

### 解析 ###

最上面死锁的原因是，`for result`循环一直在等待输入，但实际上输入只有2个，处理完后就没有了。为了解决这个问题，把 results channel 关闭，`for result`循环就可以正常退出了。  
具体细节是，在所有的 results channel 的输入处理之前，`wg.Wait()`这个goroutine会处于等待状态。当处理完后（wg.Done），`wg.Wait()`就会放开执行，执行后面的`close(results)`。

> 注意：要把`wg.Add(1)`放到`go func`外面。如果放到里面的话，(for i := 0; i < 2; i++)里的`go func`有可能会在`wg.wait`的`go func`之后执行，这样`close(results)`就会先执行。

# 4，什么样的情况会死锁？ #

总结一下，channel 上如果发生了`流入和流出不配对`，就可能会发生死锁。  
例子：

（1）无缓冲区死锁
    func deadlockTest1() { ch := make(chan int) ch <- 0 }
    
    （2）有缓冲区死锁
    func deadlockTest1() { ch := make(chan int, 1) ch <- 0 <- ch <- ch }

# 如何不发生死锁 #

1，明确保证流入和流出成对出现  
2，当无法保证流入和流出成对出现时（例如上面的 for range），在流入完成后，关闭 channel。（上面的方法2）  
3，利用缓冲。明确保证流入成对出现的话，可以使用缓冲来解决`流入`的阻塞。

func main() {
        ch := make(chan int, 3)
        ch <- 1
        ch <- 2
        ch <- 3
    
        for v := range ch {
            fmt.Println(v)
        }
    }

# 参考 #

[Go语言并发与并行学习笔记(一)][Go]

[Go]: http://blog.csdn.net/kjfcpua/article/details/18265441