一个空的 channel 会产生哪些问题
读写nil管道均会阻塞触发死锁。关闭的管道仍然可以读取数据,向关闭的管道写数据会触发panic。
问:如果有多个协程同时读取一个channel,channel会如何选择消费者
channel 会按照维护的 recvq 等待读消息的协程队列按照FIFO的顺序选择消费者
我们先来看一下 channel 源码
go
type hchan struct {
qcount uint // 当前队列中剩余元素个数
dataqsiz uint // 环形队列长度,即可以存放的元素个数
buf unsafe.Pointer // 环形队列指针 缓冲区
elemsize uint16 // 每个元素的大小
closed uint32 // 标识关闭状态
elemtype *_type // 元素类型
sendx uint // 队列下标,指示元素写入时存放到队列中的位置
recvx uint // 队列下标,指示下一个被读取元素在队列中的位置
recvq waitq // 等待读消息的协程队列
sendq waitq // 等待写消息的协程队列
lock mutex // 互斥锁,chan不允许并发读写
}
向管道写数据
向一个管道中写数据的简单过程如下
- 如果缓冲区中有空余位置,则将数据写入缓冲区,结束发送过程
- 如果缓冲区中没有空余位置,则将当前协程加入sendq队列,进入休眠并等待被读协程唤醒
简单流程如下图所示
向管道读数据
channel 会维护一个等待读消息的协程队列 recvq,当一个协程读取消息时的简单过程如下:
- 如果缓冲区中有数据,则从缓冲区中取出数据,结束读取过程
- 如果缓冲区中没有数据,则将当前协程加入 recvq 队列,进入休眠并等待被写协程唤醒
如果 sendq 不为空,且没有缓冲区,则会从 sendq队列的第一个协程中获取数据
简单流程如下图所示:
编写一个程序,测试一下
go
func main() {
c := make(chan int)
wg := sync.WaitGroup{}
wg.Add(100)
go func() { // G1
for {
a := <-c
fmt.Println("1", a)
wg.Done()
}
}()
go func() { // G2
for {
a := <-c
fmt.Println("2", a)
wg.Done()
}
}()
go func() { // G3
for {
a := <-c
fmt.Println("3", a)
wg.Done()
}
}()
go func() { // G4
for {
a := <-c
fmt.Println("4", a)
wg.Done()
}
}()
time.Sleep(1 * time.Second) // 等待四个协程排好队
for i := 0; i < 100; i++ {
c <- i
}
wg.Wait()
}
按照上面协程读取消息的过程会发生什么呢?
- 当c还未被写入消息时, G1~G4 以FIFO的原则排好队,比如现在的recvq的顺序为 G1、G2、G3、G4
- 当主协程发送消息时,无缓冲区,直接从recvq 队列中取出头部G ,随后再添加到队尾
- c中的数据按照G1、G2、G3、G4的顺序依次被读取
那实际执行结果是怎样的呢
在我多次测试后发现前四个数会被每个协程消费一次,随后会出现大片数据被同一协程消费的情况
go
3 2 // 前四次
3 4
3 5
3 6
3 7
3 8
3 9
3 10
3 11
3 12
3 13
3 14
3 15
3 16
3 17
3 18
3 19
3 20
3 21
3 22
3 23
3 24
3 25
3 26
3 27
3 28
3 29
3 30
3 31
3 32
3 33
3 34
3 35
3 36
3 37
3 38
3 39
3 40
3 41
3 42
3 43
3 44
3 45
3 46
3 47
3 48
3 49
3 50
3 51
3 52
3 53
3 54
3 55
3 56
3 57
3 58
3 59
3 60
3 61
3 62
3 63
3 64
3 65
3 66
3 67
3 68
3 69
3 70
3 71
3 72
3 73
3 74
3 75
3 76
3 77
3 78
3 79
3 80
3 81
3 82
3 83
3 84
3 85
3 86
3 87
3 88
3 89
3 90
3 91
3 92
3 93
3 94
3 95
3 96
3 97
3 98
3 99
2 1 // 前四次
1 0 // 前四次
4 3 // 前四次
Process finished with the exit code 0
出现这种情况可能与GMP调度模型有关系,当我们继续增大数据量后(比如增加到10000),会发现每个协程读取chan的次数其实差不多。
当我们向管道写数据时添加一个间隔时间
go
func main() {
c := make(chan int)
wg := sync.WaitGroup{}
wg.Add(100)
go func() { // G1
for {
a := <-c
fmt.Println("1", a)
wg.Done()
}
}()
go func() { // G2
for {
a := <-c
fmt.Println("2", a)
wg.Done()
}
}()
go func() { // G3
for {
a := <-c
fmt.Println("3", a)
wg.Done()
}
}()
go func() { // G4
for {
a := <-c
fmt.Println("4", a)
wg.Done()
}
}()
time.Sleep(1 * time.Second) // 等待四个协程排好队
for i := 0; i < 100; i++ {
time.Sleep(1 * time.Millisecond) // 每隔1ms 发送一次
c <- i
}
wg.Wait()
}
执行程序,会发现按照某种固定的顺序输出,这时完全符合上图的读的过程的
go
1 0
2 1
3 2
4 3
1 4
2 5
3 6
4 7
...
ps:如果有哪位老哥知道为什么会出现一个协程连续输出的情况,欢迎在评论区讨论