Golang通道的無阻塞讀寫的方法示例

更新時間：2018年11月04日 16:39:23 作者：shitaibin

這篇文章主要介紹了Golang通道的無阻塞讀寫的方法示例，詳細(xì)的介紹了哪些情況會存在阻塞，以及如何使用select解決阻塞，非常具有實用價值，需要的朋友可以參考下

無論是無緩沖通道，還是有緩沖通道，都存在阻塞的情況，但其實有些情況，我們并不想讀數(shù)據(jù)或者寫數(shù)據(jù)阻塞在那里，有1個唯一的解決辦法，那就是使用select結(jié)構(gòu)。

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，有緩存和無緩沖各2個。

無緩沖通道的特點是，發(fā)送的數(shù)據(jù)需要被讀取后，發(fā)送才會完成，它阻塞場景：

通道中無數(shù)據(jù)，但執(zhí)行讀通道。
通道中無數(shù)據(jù)，向通道寫數(shù)據(jù)，但無協(xié)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：示例代碼中的Output注釋代表函數(shù)的執(zhí)行結(jié)果，每一個函數(shù)都由于阻塞在通道操作而無法繼續(xù)向下執(zhí)行，最后報了死鎖錯誤。

有緩存通道的特點是，有緩存時可以向通道中寫入數(shù)據(jù)后直接返回，緩存中有數(shù)據(jù)時可以從通道中讀到數(shù)據(jù)直接返回，這時有緩存通道是不會阻塞的，它阻塞的場景是：

通道的緩存無數(shù)據(jù)，但執(zhí)行讀通道。
通道的緩存已經(jīng)占滿，向通道寫數(shù)據(jù)，但無協(xié)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(xiàn)無阻塞讀寫

select是執(zhí)行選擇操作的一個結(jié)構(gòu)，它里面有一組case語句，它會執(zhí)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(xù)執(zhí)行，它有一個default語句，該語句是永遠不會阻塞的，我們可以借助它實現(xiàn)無阻塞的操作。

下面示例代碼是使用select修改后的無緩沖通道和有緩沖通道的讀寫，以下函數(shù)可以直接通過main函數(shù)調(diào)用，其中的Ouput的注釋是運行結(jié)果，從結(jié)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。

// 無緩沖通道讀
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
}

// 有緩沖通道讀
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(jié)構(gòu)實現(xiàn)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")
 }
}

// 無緩沖通道寫
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
}

// 有緩沖通道寫
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(jié)構(gòu)實現(xiàn)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(xiàn)的無阻塞通道阻塞有一個缺陷：當(dāng)通道不可讀或?qū)懙臅r候，會即可返回。實際場景，更多的需求是，我們希望，嘗試讀一會數(shù)據(jù)，或者嘗試寫一會數(shù)據(jù)，如果實在沒法讀寫，再返回，程序繼續(xù)做其它的事情。

使用定時器替代default可以解決這個問題。比如，我給通道讀寫數(shù)據(jù)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(jié)果就會變成超時返回：