go语言中的channel

channel是go语言中的同步工具,有两种模式
[list]
[*] 缓冲
程序执行序列将阻塞在读channel的调用处 <- chan; 或当channel满时,阻塞在写channel调用处 chan <-。
[quote][color=red][b]Sends to a buffered channel block only when the buffer is full. Receives block when the buffer is empty.[/b][/color][/quote]
[*] 非缓冲
程序执行序列将阻塞在读和写channel的调用处 chan <- 或 <- chan
[quote][color=red][b]sends and receives block until the other side is ready.[/b][/color][/quote]
[/list][b]1.[/b] 先来看看缓冲方式
package main

var a string
var c = make(chan int, 10)

func f() {
a = "hello world"
c <- 0
//<- c
}

func main() {
go f()
<- c
//c <- 0
print(a)
}

执行结果:
hello word

此时,goroutines f() 先给a赋值,再向channel c中写入0;goroutines main() 阻塞在 <- c处,直到 f() 中 向管道中c中写数据语句: c <- 0 执行。

如果将两处管道操作调换顺序,执行结果为空。因为,main()将不阻塞直接print a,此时f()中a = "hello world"语句可能未执行,所以不一定能有hello world输出。

[b]2. [/b]再看看非缓冲方式的管道
package main

var a string
var c = make(chan int)

func f() {
a = "hello world"
//c <- 0
<- c
}

func main() {
go f()
//<- c
c <- 0
print(a)
}

执行结果:
hello world

此时,goroutines main()阻塞在写c <- 0语句处;goroutines f() 先给a赋值,再读管道c。当读c执行后,main()执行其后的语句,此时 a 是被赋值的。
注:其实读写管道都将可能被阻塞,直到有一方的读或写完成
此时,将两处管道操作调换顺序,同样也能够保证执行顺序

go语言的channel是一个重要的同步工具,正确的使用能大大减少同步带来的麻烦
<think>嗯,用户问的是Go语言channel阻塞时G的情况。首先,我需要回忆一下Go的并发模型。记得Goroutine(G)是轻量级线程,由Go运行时管理。Channel是用于G之间通信的主要机制,阻塞是常见的现象。 用户可能想知道当channel操作导致阻塞时,Goroutine会发生什么,以及运行时如何处理这种情况。比如,当G向一个无缓冲channel发送数据,而另一端没有接收者时,或者从空channel读取时,G会被阻塞。这时候,运行时系统会介入,将G从当前线程(M)上摘下来,放入等待队列,避免占用系统资源。 需要分发送和接收两种情况讨论。发送阻塞时,G会被加入channel的发送队列,等待接收端就绪。接收阻塞同理,放入接收队列。同时,运行时可能会创建新的M来执行其他G,以充分利用CPU资源。 另外,可能涉及调度器的细节,比如当G阻塞时,当前M是否会继续运行其他G。是的,Go的调度器会解绑M和G,M可以执行其他可运行的G。这有助于高效利用资源,避免线程闲置。 还要注意channel关闭时的行为,比如关闭channel会唤醒所有阻塞的G,返回零值。但需要确保关闭后不会再次发送数据,否则panic。 用户可能遇到死锁问题,比如所有G都阻塞,程序无法继续。这时候需要检查channel的使用是否正确,是否有未关闭的channel导致G一直等待。 总结时,要强调channel阻塞时的处理机制,以及调度器如何管理G和M,确保程序高效运行。需要结构清晰,分点解释,可能还要举例子说明不同情况下的阻塞和恢复过程。</think>在Go语言中,当Goroutine(G)因channel操作发生阻塞时,其行为与调度机制密切相关。以下是分步骤说明: --- ### 1. **基本阻塞场景** 当Goroutine执行以下操作时会阻塞: - **发送数据**:向无缓冲channel发送数据,或向已满的缓冲channel发送数据 - **接收数据**:从空的无缓冲/缓冲channel接收数据 例如: ```go ch := make(chan int) go func() { ch <- 42 // 阻塞直到有接收者 }() ``` --- ### 2. **运行时调度机制** 当G阻塞时,Go运行时会执行以下操作: 1. **解绑G与M**:将当前Goroutine(G)从系统线程(M)上分离 2. **保存上下文**:保存G的寄存器状态、程序计数器等执行上下文 3. **加入等待队列**: - 发送操作阻塞 → 加入channel的`sendq`队列 - 接收操作阻塞 → 加入channel的`recvq`队列 此时,原M可以继续执行其他可运行的Goroutine。 --- ### 3. **唤醒机制** 当channel状态变化时: | 操作类型 | 触发条件 | 唤醒行为 | |----------------|---------------------------|------------------------------| | 发送方被阻塞 | 有接收操作就绪 | 直接传递数据,无需经过channel缓冲区 | | 接收方被阻塞 | 有发送操作就绪 | 直接获取数据 | | channel被关闭 | `close(ch)` | 所有阻塞G被唤醒并返回零值 | ```go ch := make(chan int) go func() { val := <-ch // 阻塞直到ch有数据或关闭 fmt.Println(val) }() close(ch) // 唤醒接收方,val=0 ``` --- ### 4. **底层数据结构** 通过`runtime.hchan`结构体管理阻塞队列: ```go type hchan struct { sendq waitq // 发送等待队列(sudog链表) recvq waitq // 接收等待队列(sudog链表) // ...其他字段(缓冲区、锁等) } ``` 每个等待的G会被包装为`sudog`结构,记录关联的channel和G信息。 --- ### 5. **调度器优化** - **避免线程浪费**:阻塞的G不会占用系统线程资源 - **工作窃取**:空闲的M会从其他P的本地队列窃取G执行 - **非阻塞优化**:通过`select`+`default`可实现非阻塞操作 --- ### 6. **典型问题排查** - **死锁**:所有G均阻塞时触发`fatal error: all goroutines are asleep` - **内存泄漏**:长期阻塞且未被唤醒的G会导致资源泄漏 - **性能陷阱**:频繁阻塞/唤醒会增加调度开销 --- ### 总结 Go通过将阻塞的G加入channel等待队列,并利用调度器复用M的方式,实现了高效并发。理解这一机制有助于: - 正确设计channel通信模式 - 避免死锁和资源泄漏 - 优化高并发场景下的性能表现 实际开发中可通过`go tool trace`或pprof工具观察G阻塞情况。
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