Golang并发：一招掌握无阻塞通道读写

缺乏、安全感 2022-03-02 19:12 261阅读 0赞

介绍Golang并发的模型写了几篇了，但一直没有以**channel**为主题进行介绍，今天就给大家聊一聊channel，channel的基本使用非常简单，想必大家都已了解，所以直接来个进阶点的：**介绍channel的阻塞情况，以及给你一个必杀技，立马解决阻塞问题，实用性高**。

### 阻塞场景 ###

**无论是有缓存通道、无缓冲通道都存在阻塞的情况**。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。

// 场景1
    func ReadNoDataFromNoBufCh() {
        noBufCh := make(chan int)
    
        <-noBufCh
        fmt.Println("read from no buffer channel success")
    
        // Output:
        // fatal error: all goroutines are asleep - deadlock!
    }
    
    // 场景2
    func WriteNoBufCh() {
        ch := make(chan int)
    
        ch <- 1
        fmt.Println("write success no block")
        
        // Output:
        // fatal error: all goroutines are asleep - deadlock!
    }

*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。

// 场景1
    func ReadNoDataFromBufCh() {
        bufCh := make(chan int, 1)
    
        <-bufCh
        fmt.Println("read from no buffer channel success")
    
        // Output:
        // fatal error: all goroutines are asleep - deadlock!
    }
    
    // 场景2
    func WriteBufChButFull() {
        ch := make(chan int, 1)
        // make ch full
        ch <- 100
    
        ch <- 1
        fmt.Println("write success no block")
        
        // Output:
        // fatal error: all goroutines are asleep - deadlock!
    }

### 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**。如果不了解，不想多了解一下select可以先看下这2篇文章：

*  [Golang并发模型：轻松入门select][Golang_select]
 *  [Golang并发模型：select进阶][Golang_select 1]

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。

// 无缓冲通道读
    func ReadNoDataFromNoBufChWithSelect() {
        bufCh := make(chan int)
    
        if v, err := ReadWithSelect(bufCh); err != nil {
            fmt.Println(err)
        } else {
            fmt.Printf("read: %d\n", v)
        }
    
        // Output:
        // channel has no data
    }
    
    // 有缓冲通道读
    func ReadNoDataFromBufChWithSelect() {
        bufCh := make(chan int, 1)
    
        if v, err := ReadWithSelect(bufCh); err != nil {
            fmt.Println(err)
        } else {
            fmt.Printf("read: %d\n", v)
        }
    
        // Output:
        // channel has no data
    }
    
    // select结构实现通道读
    func ReadWithSelect(ch chan int) (x int, err error) {
        select {
        case x = <-ch:
            return x, nil
        default:
            return 0, errors.New("channel has no data")
        }
    }
    
    // 无缓冲通道写
    func WriteNoBufChWithSelect() {
        ch := make(chan int)
        if err := WriteChWithSelect(ch); err != nil {
            fmt.Println(err)
        } else {
            fmt.Println("write success")
        }
    
        // Output:
        // channel blocked, can not write
    }
    
    // 有缓冲通道写
    func WriteBufChButFullWithSelect() {
        ch := make(chan int, 1)
        // make ch full
        ch <- 100
        if err := WriteChWithSelect(ch); err != nil {
            fmt.Println(err)
        } else {
            fmt.Println("write success")
        }
    
        // Output:
        // channel blocked, can not write
    }
    
    // select结构实现通道写
    func WriteChWithSelect(ch chan int) error {
        select {
        case ch <- 1:
            return nil
        default:
            return errors.New("channel blocked, can not write")
        }
    }

### 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，**给通道增加读写数据的容忍时间**，如果500ms内无法读写，就即刻返回。示例代码修改一下会是这样：

func ReadWithSelect(ch chan int) (x int, err error) {
        timeout := time.NewTimer(time.Microsecond * 500)
    
        select {
        case x = <-ch:
            return x, nil
        case <-timeout.C:
            return 0, errors.New("read time out")
        }
    }
    
    func WriteChWithSelect(ch chan int) error {
        timeout := time.NewTimer(time.Microsecond * 500)
    
        select {
        case ch <- 1:
            return nil
        case <-timeout.C:
            return errors.New("write time out")
        }
    }

结果就会变成超时返回：

read time out
    write time out
    read time out
    write time out

### 示例源码 ###

本文所有示例源码，及历史文章、代码都存储在Github：[https://github.com/Shitaibin/golang\_step\_by\_step/tree/master/channel/unblock\_channel][https_github.com_Shitaibin_golang_step_by_step_tree_master_channel_unblock_channel]

这篇文章了channel的阻塞情况，以及解决阻塞的2种办法：

1.  使用select的default语句，在channel不可读写时，即可返回
2.  使用select+定时器，在超时时间内，channel不可读写，则返回

希望这篇文章对你的channel读写有所启发。

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> 2.  本文作者：[大彬][Link 1]
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[Golang_select]: https://mp.weixin.qq.com/s/ACh-TGlPo72r4e6pbh52vg
[Golang_select 1]: https://mp.weixin.qq.com/s/ZfBcxvqiyks_s7cAD-zGCw
[https_github.com_Shitaibin_golang_step_by_step_tree_master_channel_unblock_channel]: https://github.com/Shitaibin/golang_step_by_step/tree/master/channel/unblock_channel
[Link 1]: http://lessisbetter.site/about/
[http_lessisbetter.site_2018_11_03_Golang-channel-read-and-write-without-blocking]: http://lessisbetter.site/2018/11/03/Golang-channel-read-and-write-without-blocking/
[Golang-_Go]: /images/20220302/3510c83c75a44af787921ca08a3560cd.png