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golang中死锁的触发事件是什么

时间:2024-7-28 10:06     作者:韩俊     分类: Go语言


这篇文章主要介绍了golang中死锁的触发事件是什么的相关知识,内容详细易懂,操作简单快捷,具有一定借鉴价值,相信大家阅读完这篇golang中死锁的触发事件是什么文章都会有所收获,下面我们一起来看看吧。

    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()
    }

    标签: golang

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