go - 关于使用 channel 时遇到的死锁问题

1，发生死锁的代码

func deadlockTest() {

    ch := make(chan int)
    results := make(chan int)

    for i := 0; i < 2; i++ {
        go func() {
            // 把从channel里取得的数据，再传回去
            x := <-ch
            results <- x

        }()
    }

    // 向输入数据里传两个数据
    ch <- 1
    ch <- 2

    for re := range results {
        fmt.Printf("re:%v\n", re)
    }

}

结果：

re:1
re:2
fatal error: all goroutines are asleep - deadlock!

goroutine 1 [chan receive]:
main.deadlockTest()
    /Users/iss/goproj/go_bible/src/main.go:45 +0x174
main.main()
    /Users/iss/goproj/go_bible/src/main.go:14 +0x20

Process finished with exit code 0

2，发生死锁的原因

主程序中的for re := range results代码，在处理完1和2两条数据后，还一直在等待 results channel 的内容，无法结束。这样的话，Go就会判定产生了死锁

for re := range results {
        fmt.Printf("re:%v\n", re)
    }

3，如果解决这个死锁问题

方案1:

代码

func deadlockTestOKVer1() {

    ch := make(chan int)
    results := make(chan int)

    for i := 0; i < 2; i++ {
        go func() {
            // 把从channel里取得的数据，再传回去
            x := <-ch
            results <- x

        }()
    }

    // 向输入数据里传两个数据
    ch <- 1
    ch <- 2

    go func() {
        for re := range results {
            fmt.Printf("re:%v\n", re)
        }
    }()

    // 等待3秒后，才结束主程序。
    // 如果不加等待的话，上面的 go func 可能还没有执行，程序就结束了，go func 跟着结束了。
    time.Sleep(3 * time.Second)

}

解析：

1，这个方法是把 results channel 的接收处理，放到一个goroutine里去做。这样的话，主程序就不会卡住不动，即产生死锁了。
2，然后，在最后一行加了一个等待（time.Sleep(3 * time.Second)）。如果不加等待的话，上面的 go func 可能还没有执行，程序就结束了，go func 跟着结束了。（和Sleep相比，还有更好的方法，比如使用WaitGroup）

（fatal error: all goroutines are asleep - deadlock!）这种抛出 error 的死锁，是只有主程序卡住不动才会生产的吗？如果是的话，那不让主程序卡住不动，就不会发生这种事情了。所以以下的各种解决方案，都是围绕如何“不让主程序卡住”来做的。

方法2：

代码

func deadlockTestOKVer2() {

    var wg sync.WaitGroup
    ch := make(chan int)
    results := make(chan int)

    for i := 0; i < 2; i++ {
        wg.Add(1)
        go func() {
            // 把从channel里取得的数据，再传回去
            x := <-ch
            results <- x

            defer wg.Done()

        }()
    }

    // 在（for i := 0; i < 2; i++）循环里的 go func 都执行完后，
    // 关闭 result channel，这样主程序里的 for reuslts 循环 就可以正常结束了。
    go func() {
        wg.Wait()
        close(results)
    }()

    // 向输入数据里传两个数据
    ch <- 1
    ch <- 2

    for re := range results {
        fmt.Printf("re:%v\n", re)
    }

    // 等待3秒后，才结束主程序。
    // 如果不加等待的话，上面的 go func 可能还没有执行，程序就结束了，go func 跟着结束了。
    time.Sleep(3 * time.Second)

}

解析

最上面死锁的原因是，for result循环一直在等待输入，但实际上输入只有2个，处理完后就没有了。为了解决这个问题，把 results channel 关闭，for result循环就可以正常退出了。
具体细节是，在所有的 results channel 的输入处理之前，wg.Wait()这个goroutine会处于等待状态。当处理完后（wg.Done），wg.Wait()就会放开执行，执行后面的close(results)。

注意：要把wg.Add(1)放到go func外面。如果放到里面的话，(for i := 0; i < 2; i++)里的go func有可能会在wg.wait的go func之后执行，这样close(results)就会先执行。

4，什么样的情况会死锁？

总结一下，channel 上如果发生了流入和流出不配对，就可能会发生死锁。
例子：

（1）无缓冲区死锁
func deadlockTest1() {
    ch := make(chan int)
    ch <- 0
}

（2）有缓冲区死锁
func deadlockTest1() {
    ch := make(chan int, 1)
    ch <- 0
    <- ch
    <- ch
}

如何不发生死锁

1，明确保证流入和流出成对出现
2，当无法保证流入和流出成对出现时（例如上面的 for range），在流入完成后，关闭 channel。（上面的方法2）
3，利用缓冲。明确保证流入成对出现的话，可以使用缓冲来解决流入的阻塞。

func main() {
    ch := make(chan int, 3)
    ch <- 1
    ch <- 2
    ch <- 3

    for v := range ch {
        fmt.Println(v)
    }
}

参考

Go语言并发与并行学习笔记(一)