Go緩沖channel和非緩沖channel的區別說明

在看本篇文章前我們需要瞭解阻塞的概念

在執行過程中暫停,以等待某個條件的觸發 ,我們就稱之為阻塞

在Go中我們make一個channel有兩種方式,分別是有緩沖的和沒緩沖的

緩沖channel 即 buffer channel 創建方式為 make(chan TYPE,SIZE)

如 make(chan int,3) 就是創建一個int類型,緩沖大小為3的 channel

非緩沖channel 即 unbuffer channel 創建方式為 make(chan TYPE)

如 make(chan int) 就是創建一個int類型的非緩沖channel

非緩沖channel 和 緩沖channel 的區別

非緩沖 channel,channel 發送和接收動作是同時發生的

例如 ch := make(chan int) ,如果沒 goroutine 讀取接收者<-ch ,那麼發送者ch<- 就會一直阻塞

緩沖 channel 類似一個隊列,隻有隊列滿瞭才可能發送阻塞

代碼演示

非緩沖 channel

package main
import (
 "fmt"
 "time"
)
func loop(ch chan int) {
 for {
  select {
  case i := <-ch:
   fmt.Println("this  value of unbuffer channel", i)
  }
 }
}
func main() {
 ch := make(chan int)
 ch <- 1
 go loop(ch)
 time.Sleep(1 * time.Millisecond)
}

這裡會報錯 fatal error: all goroutines are asleep – deadlock! 就是因為 ch<-1 發送瞭,但是同時沒有接收者,所以就發生瞭阻塞

但如果我們把 ch <- 1 放到 go loop(ch) 下面,程序就會正常運行

緩沖 channel

的阻塞隻會發生在 channel 的緩沖使用完的情況下

package main
import (
 "fmt"
 "time"
)
func loop(ch chan int) {
 for {
  select {
  case i := <-ch:
   fmt.Println("this  value of unbuffer channel", i)
  }
 }
}
func main() {
 ch := make(chan int,3)
 ch <- 1
 ch <- 2
 ch <- 3
 ch <- 4
 go loop(ch)
 time.Sleep(1 * time.Millisecond)
}

這裡也會報 fatal error: all goroutines are asleep – deadlock! ,這是因為 channel 的大小為 3 ,而我們要往裡面塞 4 個數據,所以就會阻塞住

解決的辦法有兩個

把 channel 開大一點,這是最簡單的方法,也是最暴力的

把 channel 的信息發送者 ch <- 1 這些代碼移動到 go loop(ch) 下面 ,讓 channel 實時消費就不會導致阻塞瞭

補充:3種優雅的Go channel用法

寫Go的人應該都聽過Rob Pike的這句話

Do not communicate by sharing memory; instead, share memory by communicating.

相信很多朋友和我一樣,在實際應用中總感覺不到好處,為瞭用channel而用。但以我的切身體會來說,這是寫代碼時碰到的場景不復雜、對channel不熟悉導致的,所以希望這篇文章能給大傢帶來點新思路,對Golang優雅的channel有更深的認識 :)

Fan In/Out

數據的輸出有時候需要做扇出/入(Fan In/Out),但是在函數中調用常常得修改接口,而且上下遊對於數據的依賴程度非常高,所以一般使用通過channel進行Fan In/Out,這樣就可以輕易實現類似於shell裡的管道。

func fanIn(input1, input2 <-chan string) <-chan string {
   c := make(chan string)
   go func() {
       for {
           select {
           case s := <-input1:  c <- s
           case s := <-input2:  c <- s
           }
       }
   }()
   return c
}

同步Goroutine

兩個goroutine之間同步狀態,例如A goroutine需要讓B goroutine退出,一般做法如下:

func main() {
   g = make(chan int)
   quit = make(chan bool)
   go B()
   for i := 0; i < 3; i++ {
       g <- i
   }
   quit <- true // 沒辦法等待B的退出隻能Sleep
   fmt.Println("Main quit")
}
func B() {
   for {
       select {
       case i := <-g:
           fmt.Println(i + 1)
       case <-quit:
           fmt.Println("B quit")
           return
       }
   }
}
/*
Output:
1
2
3
Main quit
*/

可是瞭main函數沒辦法等待B合適地退出,所以B quit 沒辦法打印,程序直接退出瞭。

然而,chan是Go裡的第一對象,所以可以把chan傳入chan中,所以上面的代碼可以把quit 定義為chan chan bool,以此控制兩個goroutine的同步

func main() {
   g = make(chan int)
   quit = make(chan chan bool)
   go B()
   for i := 0; i < 5; i++ {
       g <- i
   }
   wait := make(chan bool)
   quit <- wait
   <-wait //這樣就可以等待B的退出瞭
   fmt.Println("Main Quit")
}
func B() {
   for {
       select {
       case i := <-g:
           fmt.Println(i + 1)
       case c := <-quit:
           c <- true
           fmt.Println("B Quit")
           return
       }
   }
}
/* Output
1
2
3
B Quit
Main Quit
*/

分佈式遞歸調用

在現實生活中,如果你要找美國總統聊天,你會怎麼做?

第一步打電話給在美國的朋友,然後他們也會發動自己的關系網,再找可能認識美國總統的人,以此類推,直到找到為止。

這在Kadmelia分佈式系統中也是一樣的,如果需要獲取目標ID信息,那麼就不停地查詢,被查詢節點就算沒有相關信息,也會返回它覺得最近節點,直到找到ID或者等待超時。

好瞭,這個要用Go來實現怎麼做呢?

func recursiveCall(ctx context.Context, id []byte, initialNodes []*node){
	seen := map[string]*node{} //已見過的節點記錄
	request := make(chan *node, 3) //設置請求節點channel
        // 輸入初始節點
	go func() {
		for _, n := range initialNodes {
			request <- n
		}
	}()
OUT:
	for {
               //循環直到找到數據
		if data != nil {
		    return
		}
                // 在新的請求,超時和上層取消請求中select
		select {
		case n := <-request:
			go func() {
                                // 發送新的請求
				response := s.sendQuery(ctx, n, MethodFindValue, id)
				select {
				case <-ctx.Done():
				case msg :=<-response:
                                    seen[responseToNode(response)] = n //更新已見過的節點信息
                                                // 加載新的節點
						for _, rn := range LoadNodeInfoFromByte(msg[PayLoadStart:]) {
							mu.Lock()
							_, ok := seen[rn.HexID()]
							mu.Unlock()
                                                        // 見過瞭,跳過這個節點
							if ok { 
 								continue
							}
							AddNode(rn)
                                                        // 將新的節點送入channel
							request <- rn
						}
					}
				}
			}()
		case <-time.After(500 * time.Millisecond):
			break OUT // break至外層,否則僅僅是跳至loop外
        	case <-ctx.Done():
			break OUT
		}
	}
	return
}

這時的buffered channel類似於一個局部queue,對需要的節點進行處理,但這段代碼的精妙之處在於,這裡的block操作是select的,隨時可以取消,而不是要等待或者對queue的長度有認識。

以上為個人經驗,希望能給大傢一個參考,也希望大傢多多支持WalkonNet。如有錯誤或未考慮完全的地方,望不吝賜教。