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)
}

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)
 }

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)
 }

• 有缓冲通道正常

 package main

 import "fmt"

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

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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