去通道和死锁

Posted 2023-03-14

【中文标题】去通道和死锁

【英文标题】：Go channels and deadlock

【发布时间】：2011-08-24 10:08:02

【问题描述】：

我正在尝试理解 Go 语言。我试图创建两个 goroutine 使用两个通道链接它们之间的流：

func main() 
c1 := make(chan int)
c2 := make(chan int)

go func() 
    for i := range c1
        println("G1 got", i)
        c2 <- i
    
()

go func() 
    for i := range c2 
        println("G2 got", i)
        c1 <- i
    
()


c1 <- 1

time.Sleep(1000000000 * 50)

正如预期的那样，这段代码会打印出来：

 G1 got 1
 G2 got 1
 G1 got 1
 G2 got 1
 ....

直到主函数退出。

但是如果我从主通道向其中一个通道发送另一个值，它会突然阻塞：

func main() 
c1 := make(chan int)
c2 := make(chan int)

go func() 
    for i := range c1
        println("G1 got", i)
        c2 <- i
    
()

go func() 
    for i := range c2 
        println("G2 got", i)
        c1 <- i
    
()


c1 <- 1

time.Sleep(1000000000 * 1)

c1 <- 2

time.Sleep(1000000000 * 50)

输出

G1 got 1
G2 got 1
G1 got 1
G2 got 1
G1 got 2

然后阻塞直到主要结束。

发送给 c1 的值“2”到达第一个 goroutie，后者将其发送给 c2，但第二个 goroutine 从不接收。

（在此示例中使用大小为 1（c1 或 c2）的缓冲通道）

为什么会这样？当在真实代码中发生这种情况时，我该如何调试它？

【参考方案1】：

使用make(chan int) 创建的 Go 频道不会被缓冲。如果您想要一个缓冲通道（不一定会阻塞），请使用make(chan int, 2) 进行设置，其中 2 是通道的大小。

关于无缓冲通道的事情是它们也是同步的，所以它们总是在写和读时阻塞。

它死锁的原因是你的第一个 goroutine 正在等待它的 c2 <- i 完成，而第二个 goroutine 正在等待 c1 <- i 完成，因为 c1 中有一个额外的东西。当这种事情发生在实际代码中时，我发现调试此类事情的最佳方法是查看哪些 goroutines 被阻塞并认真思考。

如果确实需要，您也可以通过仅使用同步通道来回避问题。

【讨论】：

当缓冲区填满时，缓冲通道也会发生同样的事情吗？

@ithkuil：在这种情况下，所有通道的所有缓冲区都必须填满，因此您的示例不会导致它。如果您的程序总是投入的渠道多于投入的渠道，那么您最终会遇到问题。

所以你只需要选择一个任意大的缓冲区大小并希望它永远不会填满？似乎不太可靠。

【参考方案2】：

nmichaels 的回答是正确的，但我想我要补充一点，在调试此类问题时，有一些方法可以找出您陷入僵局的位置。

一个简单的方法是，如果您使用的是类 Unix 操作系统，请运行命令

kill -6 [pid]

这将终止程序并为每个 goroutine 提供堆栈跟踪。

一个稍微复杂一点的方法是附加 gdb。

gdb [executable name] [pid]

您可以照常检查活动 goroutine 的堆栈和变量，但据我所知，没有简单的方法可以切换 goroutine。您可以按常规方式切换操作系统线程，但这可能还不够。

【讨论】：

感谢您的提示！有没有办法在不终止进程的情况下打印堆栈跟踪？也许，从进程内部调用了一些运行时函数？

是的，您可以导入运行时/调试并调用 Stack 获取字符串或调用 PrintStack 仅转储到标准输出。如果您的应用程序有一个单独的 goroutine 处理来自 os/signals 的信号，我想您仍然可以使用它来调试死锁。

感谢kill -6：找到频道被阻止的最简单方法！

【参考方案3】：

为了防止通道溢出，可以在再次写入之前询问通道的当前容量并擦干。

在我的例子中，游戏以 60fps 进行，鼠标移动得更快，所以在再次写入之前检查通道是否已清除总是好的。

注意之前的数据丢失了

package main

import (
    "fmt"
)

func main() 
    // you must specify the size of the channel, 
    // even for just one element, or the code doesn't work
    ch := make( chan int, 1 )
    fmt.Printf("len: %v\n", len(ch))
    fmt.Printf("cap: %v\n\n", cap(ch))

    ch <- 1

    for i := 0; i != 100; i += 1 
        fmt.Printf("len: %v\n", len(ch))
        fmt.Printf("cap: %v\n\n", cap(ch))

        if cap( ch ) == 1 
            <- ch
        

        ch <- i

        fmt.Printf("len: %v\n", len(ch))
        fmt.Printf("cap: %v\n\n", cap(ch))
    
    fmt.Printf("end!\n")