无缓冲阻塞 chan 杂谈

chan 类似队列版管道，无缓冲 chan 看起来好像是全局变量，通过它可让多个 goroutine 间通信。 这其实隐含一个事实，chan 阻塞会引发 goroutine 上下文切换，而切换到哪一个可执行 goroutine 由 go 调度器决定（与阻塞 chan 相关）。go 当前能够使用的 goroutine，必须在其待命队列中，否则会产生死锁。

上下文切换#

多进程多线程都具备上下文切换，即保存恢复现场的能力。goroutine 的上下文切换实现，是在用户态基础上进行，只不过它涉及到的资源比线程更少，如产生一个线程系统调用分配内存通常在 1M，而 goroutine 只有 2kb，此外在使用寄存器，段位上，goroutine 也只需 3 个左右，而线程则通常在 10 个左右。

无缓冲阻塞#

go 调度器对 goroutine 的使用配合 chan，具有有序性（在高并发访问对象时，可用 chan 这种特性让访问请求隐性排队，解决竞态问题）。main 函数是特殊的入口 goroutine，若有阻塞代码，运行时 runtime 会寻找已入队列的 goroutine 并在适当的时机调用它。chan 并不是全局变量，确切来说它的读 / 写阻塞会触发当前 goroutine 执行权转移，它只是个通信器。好似打电话，必须先知道对方号码并有连线，才能正常工作，若顺序不对，表现在 golang 中便是死锁

Blocking#

package main

import (
    "fmt"
)

func f1(in chan int) {
    fmt.Println(<-in)
}

func main() {
    out := make(chan int)
    out <- 2
    go f1(out)
}Copy

上述代码会产生死锁，main 入口 goroutine，通道 out 产生了发送阻塞，此时 runtime 会尝试调度与 out 通道读相关的 goroutine 执行，但可惜的是，在 out <- 2 之前，并没有向 go 执行器队列加入与 out 读相关的 goroutine。换句话而言，f1 压根就没入队，没有执行机会。

unblocking#

 package main

 import "fmt"

 func main() {
     out := make(chan int)
     go f1(out)
     // 此处顺序大有讲究，在使用发送通道之前必需想好数据接收的退路，f1即是
     out <- 2
 }

 func f1(in chan int) {
     fmt.Println(<-in)
 }
Copy

chan vs 全局变量#

上文提到 chan 类似管道，管道顾名思义一端进一端出，很形象表明了一个连接器。go 中的 chan 连接 goroutine，游离于众多 goroutine 之间，功用性与全局变量有得一拼。但 chan 绝对不是全局变量，一个全局变量，可以在同一函数体内重复读写，但对无缓冲 chan 而言是不可以，原因在同一 goroutine 内对同一 chan 读写时，存在读或写阻塞面临切换上下文，另一个对应的永远没执行机会，如下

• 无缓冲通道死锁

 package main
 import "fmt"

 func main() {
     ch := make(chan int)
     ch <- 5
     fmt.Println(<-ch)
 }Copy

• 有缓冲通道正常

 package main

 import "fmt"

 func main() {
     ch := make(chan int, 1)
     ch <- 5
     fmt.Println(<-ch)
 }
Copy

有缓冲通道，意味着在未超过当前通道限制数之前，当前的 goroutine 是非阻塞，不会发生上下文切换，即当前 goroutine 的控制权不发生转移，runtime 也就不会去寻求其它相关 goroutine 执行。

小结#

• 无缓冲 chan 进和出都会阻塞.
• 有缓冲 chan 先进先出队列，出会一直阻塞到有数据，进时当队列未满不会阻塞，队列已满则阻塞.

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