Golang并发模型：一招教你无阻塞读写通道
介绍Golang并发的模型写了几篇了，但一直没有以channel为主题进行介绍，今天就给大家聊一聊channel，channel的基本使用非常简单，想必大家都已了解，所以直接来个进阶点的：介绍channel的阻塞情况，以及给你一个必杀技，立马解决阻塞问题，实用性高。
阻塞场景
无论是有缓存通道、无缓冲通道都存在阻塞的情况。阻塞场景共4个，有缓存和无缓冲各2个。
无缓冲通道的特点是，发送的数据需要被读取后，发送才会完成，它阻塞场景：
- 通道中无数据，但执行读通道。
- 通道中无数据，向通道写数据，但无协程读取。
// 场景1
func ReadNoDataFromNoBufCh() {
noBufCh := make(chan int)
<-noBufCh
fmt.Println("read from no buffer channel success")
// Output:
// fatal error: all goroutines are asleep - deadlock!
}
// 场景2
func WriteNoBufCh() {
ch := make(chan int)
ch <- 1
fmt.Println("write success no block")
// Output:
// fatal error: all goroutines are asleep - deadlock!
}注：示例代码中的Output注释代表函数的执行结果，每一个函数都由于阻塞在通道操作而无法继续向下执行，最后报了死锁错误。
有缓存通道的特点是，有缓存时可以向通道中写入数据后直接返回，缓存中有数据时可以从通道中读到数据直接返回，这时有缓存通道是不会阻塞的，它阻塞场景是：
- 通道的缓存无数据，但执行读通道。
- 通道的缓存已经占满，向通道写数据，但无协程读。
// 场景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!
}
// 场景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实现无阻塞读写
select是执行选择操作的一个结构，它里面有一组case语句，它会执行其中无阻塞的那一个，如果都阻塞了，那就等待其中一个不阻塞，进而继续执行，它有一个default语句，该语句是永远不会阻塞的，我们可以借助它实现无阻塞的操作。如果不了解，不想多了解一下select可以先看下这2篇文章：
下面示例代码是使用select修改后的无缓冲通道和有缓冲通道的读写，以下函数可以直接通过main函数调用，其中的Ouput的注释是运行结果，从结果能看出，在通道不可读或者不可写的时候，不再阻塞等待，而是直接返回。
// 无缓冲通道读
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
}
// 有缓冲通道读
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结构实现通道读
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")
}
}
// 无缓冲通道写
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
}
// 有缓冲通道写
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结构实现通道写
func WriteChWithSelect(ch chan int) error {
select {
case ch <- 1:
return nil
default:
return errors.New("channel blocked, can not write")
}
}使用Select+超时改善无阻塞读写
使用default实现的无阻塞通道阻塞有一个缺陷：当通道不可读或写的时候，会即可返回。实际场景，更多的需求是，我们希望尝试读一会数据，或者尝试写一会数据，如果实在没法读写再返回，程序继续做其它的事情。
使用定时器替代default可以解决这个问题，给通道增加读写数据的容忍时间，如果500ms内无法读写，就即刻返回。示例代码修改一下会是这样：
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")
}
}结果就会变成超时返回：
read time out
write time out
read time out
write time out示例源码
本文所有示例源码存储在Github，点击阅读原文查看：https://github.com/Shitaibin/golang_step_by_step/tree/master/channel/unblock_channel
这篇文章了channel的阻塞情况，以及解决阻塞的2种办法：
- 使用select的default语句，在channel不可读写时，即可返回
- 使用select+定时器，在超时时间内，channel不可读写，则返回
希望这篇文章对你的channel读写有所启发。
腾讯云开发者
