上一篇主要讨论了无缓冲信道遭遇死锁的几种情况,这篇文章我们继续讨论信道的另一种类型——缓冲信道(buffered channel)。

基本性质

缓冲信道顾名思义,就是带有缓冲区(buffered)的信道。缓冲区作为数据的临时存储区域,可以作为数据的临时存放空间。初始化如下:

var ch = make(chan int, 1)

make的第二个参数代表缓冲区的长度,也就是说,信道ch在接收到第一个消息的时候不会挂起,它会把消息存到缓冲区中等待接收的goroutine将其提走。如果此时未提走而新的消息到达,信道将会阻塞并挂起。

更详细地举个例子:

func main() {
    ch := make(chan int, 3)
    ch 

在这段代码中,信道ch可以缓存三个数据,在流入一个数据main函数将挂起并返回死锁错误。

缓冲信道和无缓冲信道的一个区别在于,在没有满容量的时候,缓冲信道可以在同一个goroutine中完成数据的传输和提取:

import "fmt"

func main() {
    ch := make(chan int, 3)
    ch 

结合前文提到信道的队列属性,这带来的好处是,在未满容量的情况下,缓冲信道可以作为线程安全的队列使用。

信道消息的读取模式

接收信道数据的方式除了一个一个读取(如上示例代码)之外,Go还提供了range关键字:

import "fmt"

func main() {
    ch := make(chan int, 3)
    ch 

然而上述代码在执行完毕后会报deadlock的错误,其原因在于range不会自动检测信道是否干涸(drained),在提取完全部数据后,再次提取会使main函数挂起。解决方案也有两个,第一个是在for循环中设置长度检测,如果信道buffer为空则跳出循环;第二种是在接受完全部数据后关闭信道。这里值得注意的一点是,关闭状态的信道永远不会阻塞。

第二种方法揭示了信道的另一个特性:对于关闭的信道无法再接收新的数据,但是可以尝试提取其中存留的数据。

容量为1的缓冲信道

根据信道的特性我们不难发现,如果将信道容量设置为1,我们可以利用它作为信号量(semaphore)来保护共享变量(shared variable)的线程安全。

// gop1.io/ch9/bank2

var (
    sema = make(chan struct{}, 1)
    balance int
)

func Deposit(amount int) {
    sema 

这种为共享变量加的锁我们称之为二元信号量(binary semaphore)。由于二元信号量十分有用,Go甚至提供了专门的sync库帮助我们更方便地使用锁。上述代码可以改写如下:

import "sync"

var (
    mu sync.Mutex // guards balance
    balance int
)

func Deposit(amount int) {
    mu.Lock()
    balance = balance + amount
    mu.Unlock()
}

func Balance() int {
    mu.Lock()
    defer mu.Unlock()
    
    // maybe more operations here
    
    return balance
}

Balance函数中我们利用defer防止因error或者panic导致锁未解除。

Reference: Donovan, Alan AA, and Brian W. Kernighan. The Go programming language. Addison-Wesley Professional, 2015.

文章来源于互联网,如有雷同请联系站长删除:从Deadlock报错理解Go_channel机制(二)

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