什么时候会导致死锁
在计算机组成原理里说过 死锁有三个必要条件他们分别是 循环等待、资源共享、非抢占式,在并发中出现通道死锁只有两种情况:
- 数据要发送,但是没有人接收
- 数据要接收,但是没有人发送
发送单个值时的死锁
牢记这两点问题就很清晰了,复习下之前的例子,会死锁
a := make(chan int) a <- 1 //将数据写入channel z := <-a //从channel中读取数据
有且只有一个协程时,无缓冲的通道
先发送会阻塞在发送,先接收会阻塞在接收处。
发送操作在接收者准备好之前是阻塞的,接收操作在发送之前是阻塞的,
解决办法就是改为缓冲通道,或者使用协程配对
解决方法一,协程配对,先发送还是先接收无所谓只要配对就好
chanInt := make(chan int) go func() { chanInt <- 1 }() res := <-chanInt
解决方法二,缓冲通道
chanInt := make(chan int,1) chanInt <- 2 res := <-chanInt
缓冲通道内部的消息数量用len()函数可以测试出来
缓冲通道的容量可以用cap()测试出来
在满足cap>len时候,因为没有满,发送不会阻塞
在len>0时,因为不为空,所以接收不会阻塞
使用缓冲通道可以让生产者和消费者减少阻塞的可能性,对异步操作更友好,不用等待对方准备,但是容量不应设置过大,不然会占用较多内存。
多个值发送的死锁
配对可以让死锁消失,但发送多个值的时候又无法配对了,又会死锁
func multipleDeathLock() { chanInt := make(chan int) defer close(chanInt) go func() { res := <-chanInt fmt.Println(res) }() chanInt <- 1 chanInt <- 1 }
不出所料死锁了
fatal error: all goroutines are asleep - deadlock! goroutine 1 [chan send]: main.multipleDeathLock()
在工作中只有通知信号是一对一的情况,通知一次以后就不再使用了,其他这种要求多次读写配对的情况根本不会存在。
解决多值发送死锁
更常见的是用循环来不断接收值,接受一个处理一个,如下:
func multipleLoop() { chanInt := make(chan int) defer close(chanInt) go func() { for { //不使用ok会goroutine泄漏 //res := <-chanInt res,ok := <-chanInt if !ok { break } fmt.Println(res) } }() chanInt <- 1 chanInt <- 1 }
输出:
1 1
- 给通道的接收加上二值,
ok
代表通道是否正常,如果是关闭则为false
值 - 可以删掉那段逻辑试试,会输出
1 2 0 0 0
这样的数列,因为关闭是需要时间的,而循环接收关闭的通道拿到的是0
- 关于
goroutine
泄漏稍后会讲到
应该先发送还是先接收
假如我们调换一下位置,把接收放外面,写入放里面会发生什么
func multipleDeathLock2() { chanInt := make(chan int) defer close(chanInt) go func() { chanInt <- 1 chanInt <- 2 }() for { res, ok := <-chanInt if !ok { break } fmt.Println(res) } }
输出死锁
1 2 fatal error: all goroutines are asleep - deadlock! goroutine 1 [chan receive]: main.multipleDeathLock2()
- 出现上面的结果是因为
for
循环一直在获取通道中的值,但是在读取完1 2
后,通道中没有新的值传入,这样接收者就阻塞了。 - 为什么先接收再发送可以,因为发送提前结束后会触发函数的
defer
自动关闭通道 - 所以我们应该总是先接收后发送,并由发送端来关闭
goroutine 泄漏
goroutine
终止的场景有三个:
- 当一个
goroutine
完成了它的工作 - 由于发生了没有处理的错误
- 有其他的协程告诉它终止
当三个条件都没有满足,goroutine
就会一直运行下去
func goroutineLeak() { chanInt := make(chan int) defer close(chanInt) go func() { for { res := <-chanInt //res,ok := <-chanInt //if !ok { // break //} fmt.Println(res) } }() chanInt <- 1 chanInt <- 1 }
上面的goroutineLeak()函数结束后触发defer close(chanInt)关闭了通道
但是匿名函数中goroutine并没有关闭,而是一直在循环取值,并且取到是的关闭后的通道值(这里是int的默认值 0)
goroutine会永远运行下去,如果以后再次使用又会出现新的泄漏!导致内存、cpu占用越来越多
输出,如果程序不停止就会一直输出0
1 1 0 0 0 ...
假如不关闭且外部没有写入值,那接收处就会永远阻塞在那里,连输出都不会有
func goroutineLeakNoClosed() { chanInt := make(chan int) go func() { for { res := <-chanInt fmt.Println(res) } }() }
- 无任何输出的阻塞
- 换成写入也是一样的
- 如果是有缓冲的通道,换成已满的通道写没有读;或者换成向空的通道读没有写也是同样的情况
- 除了阻塞,
goroutine
进入死循环也是泄露的原因
如何发现泄露
使用 golang 自带的pprof
监控工具,可以发现内存上涨情况,这个后续会讲
还可以监控进程的内存使用情况,比如prometheus
提供的process-exporter
如果你有内存泄露/goroutine 泄露代码扫描的工具,欢迎留言,感恩!
小结
今天我们学习了一些细节,但是相当重要的知识点,也是未来面试高频问题哦!
如果是信号通知,应该保证一一对应,不然会死锁
除了信号通知外,通常我们使用循环处理通道,在工作中不断的处理数据
应该总是先接收后发送,并由发送端来关闭,不然容易死锁或者泄露
在接收处,应该对通道是否关闭做好判断,已关闭应该退出接收,不然会泄露
小心 goroutine 泄漏,应该在通道关闭的时候及时检查通道并退出
除了阻塞,goroutine进入死循环也是泄露的原因