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Golang通道的無(wú)阻塞讀寫的方法示例

更新時(shí)間：2018年11月04日 16:39:23 作者：shitaibin

這篇文章主要介紹了Golang通道的無(wú)阻塞讀寫的方法示例，詳細(xì)的介紹了哪些情況會(huì)存在阻塞，以及如何使用select解決阻塞，非常具有實(shí)用價(jià)值，需要的朋友可以參考下

無(wú)論是無(wú)緩沖通道，還是有緩沖通道，都存在阻塞的情況，但其實(shí)有些情況，我們并不想讀數(shù)據(jù)或者寫數(shù)據(jù)阻塞在那里，有1個(gè)唯一的解決辦法，那就是使用select結(jié)構(gòu)。

這篇文章會(huì)介紹，哪些情況會(huì)存在阻塞，以及如何使用select解決阻塞。

阻塞場(chǎng)景

阻塞場(chǎng)景共4個(gè)，有緩存和無(wú)緩沖各2個(gè)。

無(wú)緩沖通道的特點(diǎn)是，發(fā)送的數(shù)據(jù)需要被讀取后，發(fā)送才會(huì)完成，它阻塞場(chǎng)景：

通道中無(wú)數(shù)據(jù)，但執(zhí)行讀通道。
通道中無(wú)數(shù)據(jù)，向通道寫數(shù)據(jù)，但無(wú)協(xié)程讀取。

// 場(chǎng)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!
}

// 場(chǎng)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：示例代碼中的Output注釋代表函數(shù)的執(zhí)行結(jié)果，每一個(gè)函數(shù)都由于阻塞在通道操作而無(wú)法繼續(xù)向下執(zhí)行，最后報(bào)了死鎖錯(cuò)誤。

有緩存通道的特點(diǎn)是，有緩存時(shí)可以向通道中寫入數(shù)據(jù)后直接返回，緩存中有數(shù)據(jù)時(shí)可以從通道中讀到數(shù)據(jù)直接返回，這時(shí)有緩存通道是不會(huì)阻塞的，它阻塞的場(chǎng)景是：

通道的緩存無(wú)數(shù)據(jù)，但執(zhí)行讀通道。
通道的緩存已經(jīng)占滿，向通道寫數(shù)據(jù)，但無(wú)協(xié)程讀。

// 場(chǎng)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!
}

// 場(chǎng)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實(shí)現(xiàn)無(wú)阻塞讀寫

select是執(zhí)行選擇操作的一個(gè)結(jié)構(gòu)，它里面有一組case語(yǔ)句，它會(huì)執(zhí)行其中無(wú)阻塞的那一個(gè)，如果都阻塞了，那就等待其中一個(gè)不阻塞，進(jìn)而繼續(xù)執(zhí)行，它有一個(gè)default語(yǔ)句，該語(yǔ)句是永遠(yuǎn)不會(huì)阻塞的，我們可以借助它實(shí)現(xiàn)無(wú)阻塞的操作。

下面示例代碼是使用select修改后的無(wú)緩沖通道和有緩沖通道的讀寫，以下函數(shù)可以直接通過(guò)main函數(shù)調(diào)用，其中的Ouput的注釋是運(yùn)行結(jié)果，從結(jié)果能看出，在通道不可讀或者不可寫的時(shí)候，不再阻塞等待，而是直接返回。

// 無(wú)緩沖通道讀
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
}

// 有緩沖通道讀
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結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)通道讀
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")
 }
}

// 無(wú)緩沖通道寫
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
}

// 有緩沖通道寫
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結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)通道寫
func WriteChWithSelect(ch chan int) error {
 select {
 case ch <- 1:
  return nil
 default:
  return errors.New("channel blocked, can not write")
 }
}

使用Select+超時(shí)改善無(wú)阻塞讀寫

使用default實(shí)現(xiàn)的無(wú)阻塞通道阻塞有一個(gè)缺陷：當(dāng)通道不可讀或?qū)懙臅r(shí)候，會(huì)即可返回。實(shí)際場(chǎng)景，更多的需求是，我們希望，嘗試讀一會(huì)數(shù)據(jù)，或者嘗試寫一會(huì)數(shù)據(jù)，如果實(shí)在沒(méi)法讀寫，再返回，程序繼續(xù)做其它的事情。

使用定時(shí)器替代default可以解決這個(gè)問(wèn)題。比如，我給通道讀寫數(shù)據(jù)的容忍時(shí)間是500ms，如果依然無(wú)法讀寫，就即刻返回，修改一下會(huì)是這樣：

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")
 }
}

結(jié)果就會(huì)變成超時(shí)返回：