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go语言通道阻塞机制：写入和读取操作何时会阻塞？

深入Go语言通道的阻塞机制

Go语言中的通道(channel)是并发编程的核心概念。本文将详细解释Go通道的阻塞机制，并分析不同场景下通道阻塞与死锁的原因。

让我们从一个简单示例开始：

package main

import "fmt"

func main() {
    chanint := make(chan int)
    go func() {
        chanint <- 100
    }()
    res := <-chanint
    fmt.Println(res) // 输出：100
}

这段代码输出100。这看似与Go程序中主goroutine结束导致其他goroutine也结束的现象矛盾。主goroutine启动一个新的goroutine向chanint写入数据，然后主goroutine从chanint读取数据。 关键在于res :=

修改代码如下：

package main

import (
    "fmt"
    "time"
)

func main() {
    chanint := make(chan int)
    go func() {
        chanint <- 100
    }()
    time.Sleep(10 * time.Second) // 这里添加了延迟
    res := <-chanint
    fmt.Println(res) // 输出：100
}

即使添加了time.Sleep(10 * time.Second)，程序仍然正常输出100。这是因为time.Sleep暂停了主goroutine的执行10秒。在此期间，子goroutine已完成数据写入。主goroutine在睡眠结束后读取数据，不会阻塞。

下面是一个会发生死锁的例子：

package main

import "fmt"

func main() {
    chanInt := make(chan int)
    chanInt <- 100 // 尝试写入数据到一个没有读取者的无缓冲通道
    fmt.Println("This will not print.")
}

这段代码会死锁，因为chanInt是一个无缓冲通道，写入操作在没有读取者的情况下会阻塞，导致程序无法继续执行。

总结Go通道的阻塞机制：

  • 无缓冲通道: 写入操作在没有读取者时阻塞；读取操作在没有写入者且通道为空时阻塞。
  • 缓冲通道: 写入操作在缓冲区满时阻塞；读取操作在缓冲区空时阻塞。

第一个例子中，子goroutine的写入先于主goroutine的读取完成，因此没有阻塞。第二个例子中，time.Sleep确保子goroutine有足够时间完成写入。第三个例子中，由于没有读取者，写入操作一直阻塞，导致死锁。 通道的阻塞行为取决于写入和读取操作的执行顺序以及通道是否有缓冲区。