快捷導(dǎo)航

關(guān)于golang中死鎖的思考與學(xué)習(xí)

更新時間：2023年03月19日 09:27:10 作者：畫個一樣的我

本文主要介紹了關(guān)于golang中死鎖的思考與學(xué)習(xí)，文中通過示例代碼介紹的非常詳細(xì)，對大家的學(xué)習(xí)或者工作具有一定的參考學(xué)習(xí)價值，需要的朋友們下面隨著小編來一起學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)吧

1、Golang中死鎖的觸發(fā)條件

1.1 書上關(guān)于死鎖的四個必要條件的講解

發(fā)生死鎖時，線程永遠(yuǎn)不能完成，系統(tǒng)資源被阻礙使用，以致于阻止了其他作業(yè)開始執(zhí)行。在討論處理死鎖問題的各種方法之前，我們首先深入討論一下死鎖特點。

必要條件：

如果在一個系統(tǒng)中以下四個條件同時成立，那么就能引起死鎖：

互斥：至少有一個資源必須處于非共享模式，即一次只有一個線程可使用。如果另一線程申請該資源，那么申請線程應(yīng)等到該資源釋放為止。
占有并等待：—個線程應(yīng)占有至少一個資源，并等待另一個資源，而該資源為其他線程所占有。
非搶占：資源不能被搶占，即資源只能被線程在完成任務(wù)后自愿釋放。
循環(huán)等待：有一組等待線程 {P0，P1，…，Pn}，P0 等待的資源為 P1 占有，P1 等待的資源為 P2 占有，……，Pn-1 等待的資源為 Pn 占有，Pn 等待的資源為 P0 占有。

我們強調(diào)所有四個條件必須同時成立才會出現(xiàn)死鎖。循環(huán)等待條件意味著占有并等待條件，這樣四個條件并不完全獨立。

圖示例：

線程1、線程2都嘗試獲取對方未釋放的資源，從而會一直阻塞，導(dǎo)致死鎖發(fā)生。

1.2 Golang 死鎖的觸發(fā)條件

看完了書上關(guān)于死鎖的介紹，感覺挺清晰的，但是實際上到了使用或者看代碼時，自己去判斷是否會發(fā)生死鎖卻是模模糊糊的，難以準(zhǔn)確判斷出來。所以特意去網(wǎng)上找了些資料學(xué)習(xí)，特此記錄。

golang中死鎖的觸發(fā)條件：

死鎖是當(dāng) Goroutine 被阻塞而無法解除阻塞時產(chǎn)生的一種狀態(tài)。注意：for 死循環(huán)不能算在這里，雖然空for循環(huán)是實現(xiàn)了阻塞的效果，但是實際上goroutine是處于運行狀態(tài)的。

1.3 golang 中阻塞的場景

1.3.1 sync.Mutex、sync.RWMutex

golang中的鎖是不可重入鎖，對已經(jīng)上了鎖的寫鎖，再次申請鎖是會報死鎖。上了讀鎖的鎖，再次申請寫鎖會報死鎖，而申請讀鎖不會報錯。

寫寫沖突，讀寫沖突，讀讀不沖突。

func main() {
	var lock sync.Mutex
	lock.Lock()
	lock.Lock()
}   
//報死鎖錯誤

func main() {
	var lock sync.RWMutex
	lock.RLock()
	lock.Lock()
}
//報死鎖錯誤

func main() {
	var lock sync.RWMutex
	lock.RLock()
	lock.RLock()
}
//正常執(zhí)行

1.3.2 sync.WaitGroup

一個不會減少的 WaitGroup 會永久阻塞。

func main() {
	var wg sync.WaitGroup
	wg.Add(1)
	wg.Wait()
  //報死鎖錯誤
}

1.3.3 空 select

空 select 會一直阻塞。

package main

func main() {
	select {
	
	}
}
//報死鎖錯誤

1.3.4 channel

為 nil 的channel 發(fā)送、接受數(shù)據(jù)都會阻塞。

func main() {
	var ch chan struct{}
	ch <- struct{}{}
}
//報死鎖錯誤

無緩沖的channel 發(fā)送、接受數(shù)據(jù)都會阻塞。

func main() {
	ch := make(chan struct{})
	<- ch
}
//報死鎖錯誤

channel 緩沖區(qū)滿了的，繼續(xù)發(fā)送數(shù)據(jù)會阻塞。

2、死鎖案例講解

2.1 案例一：空 select{}

package main

func main() {
	select {
	
	}
}

以上面為例子，select 語句會造成當(dāng)前 goroutine 阻塞，但是卻無法解除阻塞，所以會導(dǎo)致死鎖。

2.2 案例二：從無緩沖的channel接受、發(fā)送數(shù)據(jù)

func main() {
	ch := make(chan struct{})
	//ch <- struct{}{} //發(fā)送
	<- ch //接受
	fmt.Println("main over!")
}

發(fā)生原因：

上面創(chuàng)建了一個名為：ch 的channel，沒有緩沖空間。當(dāng)向無緩存空間的channel 發(fā)送或者接受數(shù)據(jù)時，都會阻塞，但是卻無法解除阻塞，所以會導(dǎo)致死鎖。

解決方案：邊接受邊讀取

package main
 
// 方式1
func recv(c chan int) {
	ret := <-c
	fmt.Println("接收成功", ret)
}
func main() {
	ch := make(chan int)
	go recv(ch) // 啟用goroutine從通道接收值
	ch <- 10
	fmt.Println("發(fā)送成功")
}
 
// 方式2
func main() {
   ch := make(chan int,1)
   ch<-1
   println(<-ch)
}

2.3 案例三：從空的channel中讀取數(shù)據(jù)

package main

import (
	"fmt"
	"time"
)

func request(index int,ch chan<- string)  {
	time.Sleep(time.Duration(index)*time.Second)
	s := fmt.Sprintf("編號%d完成",index)
	ch <- s
}

func main() {
	ch := make(chan string, 10)
	fmt.Println(ch,len(ch))

	for i := 0; i < 4; i++ {
		go request(i, ch)
	}

	for ret := range ch{ //當(dāng) ch 中沒有數(shù)據(jù)的時候，for range ch 會發(fā)生阻塞，但是無法解除阻塞，發(fā)生死鎖
		fmt.Println(len(ch))
		fmt.Println(ret)
	}
}

發(fā)生原因：

當(dāng) ch 中沒有數(shù)據(jù)的時候，就是從空的channel中接受數(shù)據(jù)，for range ch 會發(fā)生阻塞，但是無法解除阻塞，發(fā)生死鎖。

解決辦法：當(dāng)數(shù)據(jù)發(fā)送完了過后，close channel

package main

import (
	"fmt"
	"sync"
	"time"
)

var wg sync.WaitGroup

func request(index int,ch chan<- string)  {
	time.Sleep(time.Duration(index)*time.Second)
	s := fmt.Sprintf("編號%d完成",index)
	ch <- s

	wg.Done()
}

func main() {
	ch := make(chan string, 10)
	for i := 0; i < 4; i++ {
		wg.Add(1)
		go request(i, ch)
	}

	go func() {
		wg.Wait()
		close(ch)
	}()

	LOOP:
		for {
			select {
			case i,ok := <-ch: // select會一直等待，直到某個case的通信操作完成時，就會執(zhí)行case分支對應(yīng)的語句
        if !ok {
          break LOOP
        }
				println(i)
			default:
				time.Sleep(time.Second)
				fmt.Println("無數(shù)據(jù)")
			}
		}
}

2.4 案例四：給滿了的channel發(fā)送數(shù)據(jù)

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

	for i := 0; i < 4; i++ {
		ch <- struct{}{}
	}
}

發(fā)生原因：

ch 是一個帶緩沖的channel，但是只能緩沖三個struct，當(dāng)channel滿了過后，繼續(xù)往channel發(fā)送數(shù)據(jù)會阻塞，但是無法解除阻塞，發(fā)生死鎖。

解決辦法：讀取channel中的數(shù)據(jù)

package main

import (
	"fmt"
	"sync"
	"time"
)

var wg sync.WaitGroup

func main() {
	ch := make(chan struct{}, 3)
	
	go func() {

		for {
			select {
			case i, ok := <- ch:
				wg.Done()
				fmt.Println(i)
				if !ok {
					return
				}
			}
		}
	}()

	for i := 0; i < 4; i++ {
		wg.Add(1)
		ch <- struct{}{}
	}

	wg.Wait()
}