把一个loop放在一个goroutine里跑,我们可以使用关键字go
来定义并启动一个goroutine:
package main import "fmt" func loop() { for i := 0; i < 10; i++ { fmt.Printf("%d ", i) } } func main() { go loop() // 启动一个goroutine loop() }
输出:
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
可是为什么只输出了一趟呢?明明我们主线跑了一趟,也开了一个goroutine来跑一趟啊。
原来,在goroutine还没来得及跑loop的时候,主函数已经退出了。
main函数退出地太快了,我们要想办法阻止它过早地退出,一个办法是让main等待一下:
package main import ( "fmt" "time" ) func loop() { for i := 0; i < 10; i++ { fmt.Printf("%d ", i) } } func main() { go loop() // 启动一个goroutine loop() time.Sleep(time.Second) }
可是采用等待的办法并不好,如果goroutine在结束的时候,告诉下主线说“Hey, 我要跑完了!”就好了, 即所谓阻塞主线的办法,回忆下我们Python里面等待所有线程执行完毕的写法:
for thread in threads: thread.join()
是的,我们也需要一个类似join
的东西来阻塞住主线。那就是信道(channel)
channel是goroutine之间互相通讯的东西。类似我们Unix上的管道(可以在进程间传递消息), 用来goroutine之间发消息和接收消息。其实,就是在做goroutine之间的内存共享。
使用make
来建立一个信道:
var channel chan int = make(chan int) // 或 channel := make(chan int)
那如何向信道存消息和取消息呢? 一个例子:
package main import ( "fmt" ) func main() { var msg chan string = make(chan string)//无缓冲channel go func(message string) { msg <- message // 存消息 }("Ping!") fmt.Println(<-msg) // 取消息 }
默认的,信道的存消息和取消息都是阻塞的 (叫做无缓冲的信道,不过缓冲这个概念稍后了解,先说阻塞的问题)。
也就是说, 无缓冲的信道在取消息和存消息的时候都会挂起当前的goroutine,除非另一端已经准备好。
比如以下的main函数和foo函数:
package main var ch chan int = make(chan int) func foo() { ch <- 0 // 向ch中加数据,如果没有其他goroutine来取走这个数据,那么挂起foo, 直到main函数把0这个数据拿走 } func main() { go foo() <- ch // 从ch取数据,如果ch中还没放数据,那就挂起main线,直到foo函数中放数据为止 }
那既然信道可以阻塞当前的goroutine, 那么回到上一部分「goroutine」所遇到的问题「如何让goroutine告诉主线我执行完毕了」 的问题来, 使用一个信道来告诉主线即可:
package main import "fmt" var complete chan int = make(chan int) func loop() { for i := 0; i < 10; i++ { fmt.Printf("%d ", i) } complete <- 0 // 执行完毕了,发个消息 } func main() { go loop() <-complete // 直到线程跑完, 取到消息. main在此阻塞住 }
如果不用信道来阻塞主线的话,主线就会过早跑完,loop线都没有机会执行、、、
其实,无缓冲的信道永远不会存储数据,只负责数据的流通,为什么这么讲呢?
-
从无缓冲信道取数据,必须要有数据流进来才可以,否则当前线阻塞
-
数据流入无缓冲信道, 如果没有其他goroutine来拿走这个数据,那么当前线阻塞
所以,你可以测试下,无论如何,我们测试到的无缓冲信道的大小都是0 (len(channel)
)
如果信道正有数据在流动,我们还要加入数据,或者信道干涩,我们一直向无数据流入的空信道取数据呢? 就会引起死锁
死锁
一个死锁的例子:
package main func main() { ch := make(chan int) <-ch // 阻塞main goroutine, 信道c被锁 }
执行这个程序你会看到Go报这样的错误:
fatal error: all goroutines are asleep - deadlock!
何谓死锁? 操作系统有讲过的,所有的线程或进程都在等待资源的释放。如上的程序中, 只有一个goroutine, 所以当你向里面加数据或者存数据的话,都会锁死信道, 并且阻塞当前 goroutine, 也就是所有的goroutine(其实就main线一个)都在等待信道的开放(没人拿走数据信道是不会开放的),也就是死锁咯。
我发现死锁是一个很有意思的话题,这里有几个死锁的例子:
只在单一的goroutine里操作无缓冲信道,一定死锁。比如你只在main函数里操作信道:
package main import "fmt" func main() { ch := make(chan int) ch <- 1 // 1流入信道,堵塞当前线, 没人取走数据信道不会打开 fmt.Println("This line code wont run") //在此行执行之前Go就会报死锁 }
主线等ch1中的数据流出,ch1等ch2的数据流出,但是ch2等待数据流入,两个goroutine都在等,也就是死锁
package main import "fmt" var ch1 chan int = make(chan int) var ch2 chan int = make(chan int) func say(s string) { fmt.Println(s) ch1 <- <-ch2 // ch1 等待 ch2流出的数据 } func main() { go say("hello") <-ch1 // 堵塞主线 }
总结来看,为什么会死锁?非缓冲信道上如果发生了流入无流出,或者流出无流入,也就导致了死锁。或者这样理解 Go启动的所有goroutine里的非缓冲信道一定要一个线里存数据,一个线里取数据,要成对才行 。所以下面的示例一定死锁:
package main func main() { c, quit := make(chan int), make(chan int) go func() { c <- 1 // c通道的数据没有被其他goroutine读取走,堵塞当前goroutine quit <- 0 // quit始终没有办法写入数据 }() <-quit // quit 等待数据的写 }
仔细分析的话,是由于:主线等待quit信道的数据流出,quit等待数据写入,而func被c通道堵塞,所有goroutine都在等,所以死锁。
修正死锁
package main func main() { c, quit := make(chan int), make(chan int) go func() { c <- 1 // c通道的数据没有被其他goroutine读取走,堵塞当前goroutine quit <- 0 // quit始终没有办法写入数据 }() go func() { <-c <-quit }() }
给channel增加缓冲区,然后在程序的最后让主线程休眠一秒,代码如下:
package main import ( "fmt" "time" ) func main() { ch := make(chan int, 1) ch <- 1 go func() { v := <-ch fmt.Println(v) }() time.Sleep(1 * time.Second) fmt.Println("2") }