一招教你無阻塞讀寫Golang channel
無論是無緩衝通道，還是有緩衝通道，都存在阻塞的情況，教你一招再也不遇到channel阻塞的問題。
這篇文章會介紹，哪些情況會存在阻塞，以及如何使用select解決阻塞。
阻塞場景
阻塞場景共4個，有快取和無緩衝各2個。
無緩衝通道的特點是，傳送的資料需要被讀取後，傳送才會完成，它阻塞場景：
- 通道中無資料，但執行讀通道。
- 通道中無資料，向通道寫資料，但無協程讀取。
// 場景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：示例程式碼中的Output註釋代表函式的執行結果，每一個函式都由於阻塞在通道操作而無法繼續向下執行，最後報了死鎖錯誤。
有快取通道的特點是，有快取時可以向通道中寫入資料後直接返回，快取中有資料時可以從通道中讀到資料直接返回，這時有快取通道是不會阻塞的，它阻塞的場景是：
- 通道的快取無資料，但執行讀通道。
- 通道的快取已經佔滿，向通道寫資料，但無協程讀。
// 場景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實現無阻塞讀寫
ofollow,noindex" target="_blank">select 是執行選擇操作的一個結構，它裡面有一組case語句，它會執行其中無阻塞的那一個，如果都阻塞了，那就等待其中一個不阻塞，進而繼續執行，它有一個default語句，該語句是永遠不會阻塞的，我們可以藉助它實現無阻塞的操作。
下面示例程式碼是使用select修改後的無緩衝通道和有緩衝通道的讀寫，以下函式可以直接通過main函式呼叫，其中的Ouput的註釋是執行結果，從結果能看出，在通道不可讀或者不可寫的時候，不再阻塞等待，而是直接返回。
// 無緩衝通道讀
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
}
// 有緩衝通道讀
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結構實現通道讀
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")
}
}
// 無緩衝通道寫
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
}
// 有緩衝通道寫
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結構實現通道寫
func WriteChWithSelect(ch chan int) error {
select {
case ch <- 1:
return nil
default:
return errors.New("channel blocked, can not write")
}
}
使用Select+超時改善無阻塞讀寫
使用default實現的無阻塞通道阻塞有一個缺陷 ：當通道不可讀或寫的時候，會即可返回 。實際場景，更多的需求是，我們希望，嘗試讀一會資料，或者嘗試寫一會資料，如果實在沒法讀寫，再返回，程式繼續做其它的事情。
使用定時器替代default可以解決這個問題。比如，我給通道讀寫資料的容忍時間是500ms，如果依然無法讀寫，就即刻返回，修改一下會是這樣：
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")
}
}
結果就會變成超時返回：
read time out write time out read time out write time out
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