
在go语言中,select{}语句用于在多个通信操作中选择一个就绪的执行。当select语句不包含任何case分支时,其行为是特殊的:它不会无限期地等待其他goroutine完成。相反,如果当前goroutine是唯一一个可运行的goroutine,且select{}没有任何可执行的case(因为根本没有case),go运行时会立即检测到所有goroutine都已休眠,从而抛出“all goroutines are asleep - deadlock!”的错误。
考虑以下代码示例,它尝试使用通道作为信号量来限制并发Goroutine的数量:
package main
import (
"fmt"
"math/rand"
"time"
)
func runTask(t string, ch *chan bool) {
start := time.Now()
fmt.Println("starting task", t)
time.Sleep(time.Millisecond * time.Duration(rand.Int31n(1500))) // 模拟处理时间
fmt.Println("done running task", t, "in", time.Since(start))
<-*ch // 任务完成后,释放一个信号量
}
func main() {
numWorkers := 3
files := []string{"a", "b", "c", "d", "e", "f", "g", "h", "i", "j"}
activeWorkers := make(chan bool, numWorkers) // 容量为numWorkers的缓冲通道作为信号量
for _, f := range files {
activeWorkers <- true // 尝试获取一个信号量,如果通道已满则阻塞
fmt.Printf("activeWorkers is %d long.\n", len(activeWorkers))
go runTask(f, &activeWorkers)
}
select{} // 期望阻塞主Goroutine,等待所有任务完成
}上述代码会触发死锁。其原因在于:
为了正确地等待所有并发任务完成并避免死锁,Go语言提供了更合适的同步原语。
sync.WaitGroup是Go标准库中用于等待一组Goroutine完成的机制。它通过一个计数器来实现:调用Add(n)增加计数器,每个Goroutine完成时调用Done()减少计数器,最后通过Wait()阻塞直到计数器归零。
结合信号量通道,我们可以这样修改上述代码:
package main
import (
"fmt"
"math/rand"
"sync" // 引入sync包
"time"
)
func runTaskWithWaitGroup(t string, ch chan bool, wg *sync.WaitGroup) {
defer wg.Done() // 确保Goroutine完成时调用Done()
start := time.Now()
fmt.Println("starting task", t)
time.Sleep(time.Millisecond * time.Duration(rand.Int31n(1500))) // 模拟处理时间
fmt.Println("done running task", t, "in", time.Since(start))
<-ch // 任务完成后,释放一个信号量
}
func main() {
numWorkers := 3
files := []string{"a", "b", "c", "d", "e", "f", "g", "h", "i", "j"}
activeWorkers := make(chan bool, numWorkers) // 缓冲通道作为信号量
var wg sync.WaitGroup // 声明WaitGroup
for _, f := range files {
activeWorkers <- true // 获取一个信号量,控制并发数
wg.Add(1) // 每启动一个Goroutine,计数器加1
fmt.Printf("activeWorkers is %d long.\n", len(activeWorkers))
go runTaskWithWaitGroup(f, activeWorkers, &wg)
}
wg.Wait() // 阻塞主Goroutine,直到所有Goroutine都调用Done()
fmt.Println("所有任务已完成。")
}在这个修正后的版本中:
对于更复杂的任务调度和结果收集场景,Go语言中更推荐使用工作池(Worker Pool)模式。这种模式通常涉及一个输入通道用于分发任务,一组固定的工作Goroutine处理任务,以及一个可选的输出通道用于收集结果。
以下是一个经典的并发工作池实现:
package main
import (
"fmt"
"math/rand"
"time"
)
// runTask 模拟任务执行,返回任务名称
func runTask(t string) string {
start := time.Now()
fmt.Println("starting task", t)
time.Sleep(time.Millisecond * time.Duration(rand.Int31n(1500))) // 模拟处理时间
fmt.Println("done running task", t, "in", time.Since(start))
return t // 返回任务结果
}
// worker Goroutine从in通道接收任务,处理后将结果发送到out通道
func worker(in chan string, out chan string) {
for t := range in { // 循环从in通道接收任务,直到in通道关闭
out <- runTask(t) // 处理任务并将结果发送到out通道
}
}
func main() {
numWorkers := 3
files := []string{"a", "b", "c", "d", "e", "f", "g", "h", "i", "j"}
// 创建输入和输出通道
in, out := make(chan string), make(chan string)
// 启动固定数量的工作Goroutine
for i := 0; i < numWorkers; i++ {
go worker(in, out)
}
// 启动一个Goroutine来调度任务(将任务发送到in通道)
go func() {
for _, f := range files {
in <- f // 发送任务
}
close(in) // 所有任务发送完毕后,关闭in通道,通知worker Goroutine停止接收
}()
// 主Goroutine从out通道接收所有任务的结果
// 循环次数等于任务总数,确保接收所有结果
for i := 0; i < len(files); i++ {
<-out // 接收结果
}
// 此时,所有任务都已处理并接收了结果,可以安全退出
fmt.Println("所有任务已完成并收集到结果。")
}这种工作池模式的优势在于:
注意事项: 在使用range从通道读取数据时,务必在所有数据发送完毕后关闭通道(如close(in)),否则range循环会一直阻塞,导致潜在的死锁。
理解这些Go并发原语的正确用法,对于编写健壮、高效且无死锁的并发程序至关重要。
以上就是Go并发:理解select{}的非阻塞行为与避免死锁的策略的详细内容,更多请关注php中文网其它相关文章!
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