Warum verursachen ungepufferte Kanäle in Go Deadlocks?

Deadlock in ungepufferten Kanälen in Goroutinen

Im Parallelitätsmodell von Go können ungepufferte Kanäle zu unerwarteten Deadlocks führen. Lassen Sie uns untersuchen, warum dies geschieht, und eine alternative Lösung erkunden.

Betrachten Sie den folgenden Codeausschnitt:

package main

import "fmt"

func main() {
    c := make(chan int)    
    c <- 1   
    fmt.Println(<-c)
}

Dieser Code führt scheinbar einen einfachen Sende- und Empfangsvorgang auf einem ungepufferten Kanal aus. Bei der Ausführung kommt es jedoch zu einem Deadlock mit dem folgenden Fehler:

fatal error: all goroutines are asleep - deadlock!

goroutine 1 [chan send]:
main.main()
    /home/tarrsalah/src/go/src/github.com/tarrsalah/tour.golang.org/65.go:8 +0x52
exit status 2

Um zu verstehen, warum dieser Deadlock auftritt, müssen wir zunächst das Verhalten ungepufferter Kanäle verstehen.

Eintauchen in ungepufferte Kanäle

Wie in der offiziellen Dokumentation von Go dokumentiert: „Wenn der Kanal vorhanden ist ungepuffert blockiert der Sender, bis der Empfänger den Wert empfangen hat. Wenn der Kanal über einen Puffer verfügt, blockiert der Sender nur, bis der Wert in den Puffer kopiert wurde. Dies bedeutet, dass er wartet, bis ein Empfänger einen Wert abgerufen hat ."

Einfacher ausgedrückt:

1. Ungepufferte Kanäle gelten als ständig voll.
2. Senden von Daten an einen Der ungepufferte Kanal blockiert den Absender, bis eine andere Goroutine den Wert abruft.

Das Deadlock-Szenario

Im bereitgestellten Codeausschnitt blockiert die Operation c <- 1 weil der Kanal ungepuffert ist und keine andere Goroutine existiert, um den gesendeten Wert zu empfangen. Folglich kommt es zu einem Deadlock des Programms.

Den Deadlock durchbrechen

Um den Deadlock aufzulösen, können wir entweder:

1. Verwenden Sie a Gepufferter Kanal: Durch Erstellen eines gepufferten Kanals (z. B. c := make(chan int, 1)) weisen wir einen kleinen Puffer zu, in dem Sender-Goroutinen vorübergehend Werte platzieren können, bevor ein Empfänger bereit ist.

ODER

2. Führen Sie eine Empfangs-Goroutine ein: Wir können eine separate Goroutine einführen, um den Empfang von Daten vom Kanal zu verarbeiten. Dadurch wird sichergestellt, dass ein Verbraucher immer verfügbar ist, um gesendete Werte abzurufen.

Beispiel mit einer empfangenden Goroutine:

package main

import "fmt"

func main() {
    c := make(chan int)    
    go func() {
        fmt.Println("received:", <-c)
    }()
    c <- 1   
}

Hier die mit go erstellte Goroutine func() {...} wartet kontinuierlich darauf, Werte vom Kanal zu empfangen. Durch die Einführung dieser Empfangs-Goroutine wird der Deadlock verhindert.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Verwendung ungepufferter Kanäle in derselben Goroutine ohne einen dedizierten Empfangsmechanismus zu Deadlocks führen kann. Um dies zu vermeiden, sollten Sie erwägen, gepufferte Kanäle zu verwenden oder separate Empfangs-Goroutinen einzuführen, um eine ordnungsgemäße Datenübertragung zwischen gleichzeitigen Goroutinen sicherzustellen.

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