关于golang中死锁的思考与学习
1、Golang中死锁的触发条件
1.1 书上关于死锁的四个必要条件的讲解
发生死锁时，线程永远不能完成，系统资源被阻碍使用，以致于阻止了其他作业开始执行。在讨论处理死锁问题的各种方法之前，我们首先深入讨论一下死锁特点。
必要条件：
如果在一个系统中以下四个条件同时成立，那么就能引起死锁：
- 互斥：至少有一个资源必须处于非共享模式，即一次只有一个线程可使用。如果另一线程申请该资源，那么申请线程应等到该资源释放为止。
- 占有并等待：—个线程应占有至少一个资源，并等待另一个资源，而该资源为其他线程所占有。
- 非抢占：资源不能被抢占，即资源只能被线程在完成任务后自愿释放。
- 循环等待：有一组等待线程 {P0，P1，…，Pn}，P0 等待的资源为 P1 占有，P1 等待的资源为 P2 占有，……，Pn-1 等待的资源为 Pn 占有，Pn 等待的资源为 P0 占有。
我们强调所有四个条件必须同时成立才会出现死锁。循环等待条件意味着占有并等待条件，这样四个条件并不完全独立。
图示例：
线程1、线程2都尝试获取对方未释放的资源，从而会一直阻塞，导致死锁发生。
1.2 Golang 死锁的触发条件
看完了书上关于死锁的介绍，感觉挺清晰的，但是实际上到了使用或者看代码时，自己去判断是否会发生死锁却是模模糊糊的，难以准确判断出来。所以特意去网上找了些资料学习，特此记录。
golang中死锁的触发条件：
死锁是当 Goroutine 被阻塞而无法解除阻塞时产生的一种状态。注意：for 死循环不能算在这里，虽然空for循环是实现了阻塞的效果，但是实际上goroutine是处于运行状态的。
1.3 golang 中阻塞的场景
1.3.1 sync.Mutex、sync.RWMutex
golang中的锁是不可重入锁，对已经上了锁的写锁，再次申请锁是会报死锁。上了读锁的锁，再次申请写锁会报死锁，而申请读锁不会报错。
写写冲突，读写冲突，读读不冲突。
func main() {
var lock sync.Mutex
lock.Lock()
lock.Lock()
}
//报死锁错误
func main() {
var lock sync.RWMutex
lock.RLock()
lock.Lock()
}
//报死锁错误
func main() {
var lock sync.RWMutex
lock.RLock()
lock.RLock()
}
//正常执行
1.3.2 sync.WaitGroup
一个不会减少的 WaitGroup 会永久阻塞。
func main() {
var wg sync.WaitGroup
wg.Add(1)
wg.Wait()
//报死锁错误
}
1.3.3 空 select
空 select 会一直阻塞。
package main
func main() {
select {
}
}
//报死锁错误
1.3.4 channel
为 nil 的channel 发送、接受数据都会阻塞。
func main() {
var ch chan struct{}
ch <- struct{}{}
}
//报死锁错误
无缓冲的channel 发送、接受数据都会阻塞。
func main() {
ch := make(chan struct{})
<- ch
}
//报死锁错误
channel 缓冲区满了的，继续发送数据会阻塞。
2、死锁案例讲解
2.1 案例一：空 select{}
package main
func main() {
select {
}
}
以上面为例子，select 语句会 造成 当前 goroutine 阻塞，但是却无法解除阻塞，所以会导致死锁。
2.2 案例二：从无缓冲的channel接受、发送数据
func main() {
ch := make(chan struct{})
//ch <- struct{}{} //发送
<- ch //接受
fmt.Println("main over!")
}发生原因：
上面创建了一个 名为：ch 的channel，没有缓冲空间。当向无缓存空间的channel 发送或者接受数据时，都会阻塞，但是却无法解除阻塞，所以会导致死锁。
解决方案：边接受边读取
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) // 启用goroutine从通道接收值
ch <- 10
fmt.Println("发送成功")
}
// 方式2
func main() {
ch := make(chan int,1)
ch<-1
println(<-ch)
}
2.3 案例三：从空的channel中读取数据
package main
import (
"fmt"
"time"
)
func request(index int,ch chan<- string) {
time.Sleep(time.Duration(index)*time.Second)
s := fmt.Sprintf("编号%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{ //当 ch 中没有数据的时候，for range ch 会发生阻塞，但是无法解除阻塞，发生死锁
fmt.Println(len(ch))
fmt.Println(ret)
}
}
发生原因：
当 ch 中没有数据的时候，就是从空的channel中接受数据，for range ch 会发生阻塞，但是无法解除阻塞，发生死锁。
解决办法：当数据发送完了过后，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("编号%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会一直等待，直到某个case的通信操作完成时，就会执行case分支对应的语句
if !ok {
break LOOP
}
println(i)
default:
time.Sleep(time.Second)
fmt.Println("无数据")
}
}
}
2.4 案例四：给满了的channel发送数据
func main() {
ch := make(chan struct{}, 3)
for i := 0; i < 4; i++ {
ch <- struct{}{}
}
}
发生原因：
ch 是一个带缓冲的channel，但是只能缓冲三个struct，当channel满了过后，继续往channel发送数据会阻塞，但是无法解除阻塞，发生死锁。
解决办法：读取channel中的数据
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()
}
3、总结
最重要的是记住golang中死锁的触发条件：当 goroutine 发生阻塞，但是无法解除阻塞状态时，就会发生死锁。然后在使用或者阅读代码时，再根据具体情况进行分析。
channel异常情况总结：
注意：对已经关闭的channel再次关闭，也会发生panic。
到此这篇关于关于golang中死锁的思考与学习的文章就介绍到这了,更多相关golang 死锁内容请搜索编程网以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持编程网！
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