Golang通道的无阻塞读写的方法示例

2024-12-01 技术教程

无论是无缓冲通道，还是有缓冲通道，都存在阻塞的情况，但其实有些情况，我们并不想读数据或者写数据阻塞在那里，有1个唯一的解决办法，那就是使用select结构。

这篇文章会介绍，哪些情况会存在阻塞，以及如何使用select解决阻塞。

阻塞场景

阻塞场景共4个，有缓存和无缓冲各2个。

无缓冲通道的特点是，发送的数据需要被读取后，发送才会完成，它阻塞场景：

通道中无数据，但执行读通道。

通道中无数据，向通道写数据，但无协程读取。

//场景1funcReadNoDataFromNoBufCh(){noBufCh:=make(chanint)<-noBufChfmt.Println("readfromnobufferchannelsuccess")//Output://fatalerror:allgoroutinesareasleep-deadlock!}//场景2funcWriteNoBufCh(){ch:=make(chanint)ch<-1fmt.Println("writesuccessnoblock")//Output://fatalerror:allgoroutinesareasleep-deadlock!}

注：示例代码中的Output注释代表函数的执行结果，每一个函数都由于阻塞在通道操作而无法继续向下执行，最后报了死锁错误。

有缓存通道的特点是，有缓存时可以向通道中写入数据后直接返回，缓存中有数据时可以从通道中读到数据直接返回，这时有缓存通道是不会阻塞的，它阻塞的场景是：

通道的缓存无数据，但执行读通道。

通道的缓存已经占满，向通道写数据，但无协程读。

//场景1funcReadNoDataFromBufCh(){bufCh:=make(chanint,1)<-bufChfmt.Println("readfromnobufferchannelsuccess")//Output://fatalerror:allgoroutinesareasleep-deadlock!}//场景2funcWriteBufChButFull(){ch:=make(chanint,1)//makechfullch<-100ch<-1fmt.Println("writesuccessnoblock")//Output://fatalerror:allgoroutinesareasleep-deadlock!}

使用Select实现无阻塞读写

select是执行选择操作的一个结构，它里面有一组case语句，它会执行其中无阻塞的那一个，如果都阻塞了，那就等待其中一个不阻塞，进而继续执行，它有一个default语句，该语句是永远不会阻塞的，我们可以借助它实现无阻塞的操作。

下面示例代码是使用select修改后的无缓冲通道和有缓冲通道的读写，以下函数可以直接通过main函数调用，其中的Ouput的注释是运行结果，从结果能看出，在通道不可读或者不可写的时候，不再阻塞等待，而是直接返回。

//无缓冲通道读funcReadNoDataFromNoBufChWithSelect(){bufCh:=make(chanint)ifv,err:=ReadWithSelect(bufCh);err!=nil{fmt.Println(err)}else{fmt.Printf("read:%d\n",v)}//Output://channelhasnodata}//有缓冲通道读funcReadNoDataFromBufChWithSelect(){bufCh:=make(chanint,1)ifv,err:=ReadWithSelect(bufCh);err!=nil{fmt.Println(err)}else{fmt.Printf("read:%d\n",v)}//Output://channelhasnodata}//select结构实现通道读funcReadWithSelect(chchanint)(xint,errerror){select{casex=<-ch:returnx,nildefault:return0,errors.New("channelhasnodata")}}//无缓冲通道写funcWriteNoBufChWithSelect(){ch:=make(chanint)iferr:=WriteChWithSelect(ch);err!=nil{fmt.Println(err)}else{fmt.Println("writesuccess")}//Output://channelblocked,cannotwrite}//有缓冲通道写funcWriteBufChButFullWithSelect(){ch:=make(chanint,1)//makechfullch<-100iferr:=WriteChWithSelect(ch);err!=nil{fmt.Println(err)}else{fmt.Println("writesuccess")}//Output://channelblocked,cannotwrite}//select结构实现通道写funcWriteChWithSelect(chchanint)error{select{casech<-1:returnnildefault:returnerrors.New("channelblocked,cannotwrite")}}

使用Select+超时改善无阻塞读写

使用default实现的无阻塞通道阻塞有一个缺陷：当通道不可读或写的时候，会即可返回。实际场景，更多的需求是，我们希望，尝试读一会数据，或者尝试写一会数据，如果实在没法读写，再返回，程序继续做其它的事情。

使用定时器替代default可以解决这个问题。比如，我给通道读写数据的容忍时间是500ms，如果依然无法读写，就即刻返回，修改一下会是这样：

funcReadWithSelect(chchanint)(xint,errerror){timeout:=time.NewTimer(time.Microsecond*500)select{casex=<-ch:returnx,nilcase<-timeout.C:return0,errors.New("readtimeout")}}funcWriteChWithSelect(chchanint)error{timeout:=time.NewTimer(time.Microsecond*500)select{casech<-1:returnnilcase<-timeout.C:returnerrors.New("writetimeout")}}

结果就会变成超时返回：