go語言管道阻塞,go 阻塞

go語言select的作用

Go里面提供了一個關(guān)鍵字select，通過select可以監(jiān)聽channel上的數(shù)據(jù)流動。

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select的用法與switch語言非常類似，由select開始一個新的選擇塊，每個選擇條件由case語句來描述。

與switch語句相比， select有比較多的限制，其中最大的一條限制就是每個case語句里必須是一個IO操作，大致的結(jié)構(gòu)如下：

在一個select語句中，Go語言會按順序從頭至尾評估每一個發(fā)送和接收的語句。

如果其中的任意一語句可以繼續(xù)執(zhí)行(即沒有被阻塞)，那么就從那些可以執(zhí)行的語句中任意選擇一條來使用。

如果沒有任意一條語句可以執(zhí)行(即所有的通道都被阻塞)，那么有兩種可能的情況：

如果給出了default語句，那么就會執(zhí)行default語句，同時程序的執(zhí)行會從select語句后的語句中恢復(fù)。

如果沒有default語句，那么select語句將被阻塞，直到至少有一個通信可以進行下去

有時候會出現(xiàn)goroutine阻塞的情況，那么我們?nèi)绾伪苊庹麄€程序進入阻塞的情況呢？我們可以利用select來設(shè)置超時，通過如下的方式實現(xiàn)：

select總結(jié)：

作用：用來監(jiān)聽 channel 上的數(shù)據(jù)流動方向。讀？寫？

select實現(xiàn)fibonacci數(shù)列：

Go 語言 channel 的阻塞問題

Hello，大家好，又見面了！上一遍我們將 channel 相關(guān)基礎(chǔ)以及使用場景。這一篇，還需要再次進階理解channel 阻塞問題。以下創(chuàng)建一個chan類型為int，cap 為3。

channel 內(nèi)部其實是一個環(huán)形buf數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) ，是一種滑動窗口機制，當(dāng)make完后，就分配在 Heap 上。

上面，向 chan 發(fā)送一條“hello”數(shù)據(jù)：

如果 G1 發(fā)送數(shù)據(jù)超過指定cap時，會出現(xiàn)什么情況？

看下面實例：

以上會出現(xiàn)什么，chan 緩沖區(qū)允許大小為1，如果再往chan仍數(shù)據(jù)，滿了就會被阻塞，那么是如何實現(xiàn)阻塞的呢？當(dāng) chan 滿時，會進入 gopark，此時 G1 進入一個 waiting 狀態(tài)，然后會創(chuàng)建一個 sudog 對象，其實就sendq隊列，把 200放進去。等 buf 不滿的時候，再喚醒放入buf里面。

通過如下源碼，你會更加清晰：

上面，從 chan 獲取數(shù)據(jù)：

Go 語言核心思想：“Do not communicate by sharing memory; instead, share memory by communicating.” 你可以看看這本書名叫：Effective Go

如果接收者，接收一個空對象，也會發(fā)生什么情況？

代碼示例：

也會報錯如下：

上面，從 chan 取出數(shù)據(jù)，可是沒有數(shù)據(jù)了。此時，它會把接收者 G2 阻塞掉，也是和G1發(fā)送者一樣，也會執(zhí)行 gopark 將狀態(tài)改為 waiting，不一樣的點就是。

正常情況下，接收者G2作為取出數(shù)據(jù)是去 buf 讀取數(shù)據(jù)的，但現(xiàn)在，buf 為空了，此時，接收者G2會將sudog導(dǎo)出來，因為現(xiàn)在G2已經(jīng)被阻塞了嘛，會把G2給G，然后將 t := -ch 中變量 t 是在棧上的地址，放進去 elem ，也就是說，只存它的地址指針在sudog里面。

最后， ch - 200 當(dāng)G1往 chan 添加200這個數(shù)據(jù)，正常情況是將數(shù)據(jù)添加到buf里面，然后喚醒 G2 是吧，而現(xiàn)在是將 G1 的添加200數(shù)據(jù)直接干到剛才G2阻塞的t這里變量里面。

你會認為，這樣真的可以嗎？想一想，G2 本來就是已經(jīng)阻塞了，然后我們直接這么干肯定沒有什么毛病，而且效率提高了，不需要再次放入buf再取出，這個過程也是需要時間。不然，不得往chan添加數(shù)據(jù)需要加鎖、拷貝、解鎖一序列操作，那肯定就慢了，我想Go語言是為了高效及內(nèi)存使用率的考慮這樣設(shè)計的。（注意，一般都是在runtime里面完成，不然會出現(xiàn)象安全問題。）

總結(jié) ：

chan 類型的特點：chan 如果為空，receiver 接收數(shù)據(jù)的時候就會阻塞等待，直到 chan 被關(guān)閉或者有新的數(shù)據(jù)到來。有這種個機制，就可以實現(xiàn) wait/notify 的設(shè)計模式。

相關(guān)面試題：

go語言無緩沖的channel

無緩沖的通道（unbuffered channel）是指在接收前沒有能力保存任何值的通道。

這種類型的通道要求發(fā)送goroutine和接收goroutine同時準備好，才能完成發(fā)送和接收操作。否則，通道會導(dǎo)致先執(zhí)行發(fā)送或接收操作的 goroutine 阻塞等待。

這種對通道進行發(fā)送和接收的交互行為本身就是同步的。其中任意一個操作都無法離開另一個操作單獨存在。

阻塞：由于某種原因數(shù)據(jù)沒有到達，當(dāng)前協(xié)程（線程）持續(xù)處于等待狀態(tài)，直到條件滿足，才接觸阻塞。

同步：在兩個或多個協(xié)程（線程）間，保持數(shù)據(jù)內(nèi)容一致性的機制。

下圖展示兩個 goroutine 如何利用無緩沖的通道來共享一個值：

在第 1 步，兩個 goroutine 都到達通道，但哪個都沒有開始執(zhí)行發(fā)送或者接收。

在第 2 步，左側(cè)的 goroutine 將它的手伸進了通道，這模擬了向通道發(fā)送數(shù)據(jù)的行為。這時，這個 goroutine 會在通道中被鎖住，直到交換完成。

在第 3 步，右側(cè)的 goroutine 將它的手放入通道，這模擬了從通道里接收數(shù)據(jù)。這個 goroutine 一樣也會在通道中被鎖住，直到交換完成。

在第 4 步和第 5 步，進行交換，并最終，在第 6 步，兩個 goroutine 都將它們的手從通道里拿出來，這模擬了被鎖住的 goroutine 得到釋放。兩個 goroutine 現(xiàn)在都可以去做別的事情了。

如果沒有指定緩沖區(qū)容量，那么該通道就是同步的，因此會阻塞到發(fā)送者準備好發(fā)送和接收者準備好接收。

無緩沖channel： —— 同步通信

Golang入門到項目實戰(zhàn) | golang并發(fā)變成之通道channel

Go提供了一種稱為通道的機制，用于在goroutine之間共享數(shù)據(jù)。當(dāng)您作為goroutine執(zhí)行并發(fā)活動時，需要在goroutine之間共享資源或數(shù)據(jù)，通道充當(dāng)goroutine之間的管道（管道）并提供一種機制來保證同步交換。

根據(jù)數(shù)據(jù)交換的行為，有兩種類型的通道：無緩沖通道和緩沖通道。無緩沖通道用于執(zhí)行g(shù)oroutine之間的同步通信，而緩沖通道用于執(zhí)行異步通信。無緩沖通道保證在發(fā)送和接收發(fā)生的瞬間兩個goroutine之間的交換。緩沖通道沒有這樣的保證。

通道由make函數(shù)創(chuàng)建，該函數(shù)指定chan關(guān)鍵字和通道的元素類型。

這是創(chuàng)建無緩沖和緩沖通道的代碼塊：

語法

使用內(nèi)置函數(shù)make創(chuàng)建無緩沖和緩沖通道。make的第一個參數(shù)需要關(guān)鍵字chan，然后是通道允許交換的數(shù)據(jù)類型。

這是將值發(fā)送到通道的代碼塊需要使用-運算符：

語法

一個包含5個值的緩沖區(qū)的字符串類型的goroutine1通道。然后我們通過通道發(fā)送字符串“Australia”。

這是從通道接收值的代碼塊：

語法

- 運算符附加到通道變量（goroutine1）的左側(cè)，以接收來自通道的值。

在無緩沖通道中，在接收到任何值之前沒有能力保存它。在這種類型的通道中，發(fā)送和接收goroutine在任何發(fā)送或接收操作完成之前的同一時刻都準備就緒。如果兩個goroutine沒有在同一時刻準備好，則通道會讓執(zhí)行其各自發(fā)送或接收操作的goroutine首先等待。同步是通道上發(fā)送和接收之間交互的基礎(chǔ)。沒有另一個就不可能發(fā)生。

在緩沖通道中，有能力在接收到一個或多個值之前保存它們。在這種類型的通道中，不要強制goroutine在同一時刻準備好執(zhí)行發(fā)送和接收。當(dāng)發(fā)送和接收阻塞時也有不同的條件。只有當(dāng)通道中沒有要接收的值時，接收才會阻塞。僅當(dāng)沒有可用緩沖區(qū)來放置正在發(fā)送的值時，發(fā)送才會阻塞。

實例

運行結(jié)果

【golang詳解】go語言GMP(GPM)原理和調(diào)度

Goroutine調(diào)度是一個很復(fù)雜的機制，下面嘗試用簡單的語言描述一下Goroutine調(diào)度機制，想要對其有更深入的了解可以去研讀一下源碼。

首先介紹一下GMP什么意思：

G ----------- goroutine: 即Go協(xié)程，每個go關(guān)鍵字都會創(chuàng)建一個協(xié)程。

M ---------- thread內(nèi)核級線程，所有的G都要放在M上才能運行。

P ----------- processor處理器，調(diào)度G到M上，其維護了一個隊列，存儲了所有需要它來調(diào)度的G。

Goroutine 調(diào)度器P和 OS 調(diào)度器是通過 M 結(jié)合起來的，每個 M 都代表了 1 個內(nèi)核線程，OS 調(diào)度器負責(zé)把內(nèi)核線程分配到 CPU 的核上執(zhí)行

模型圖：

避免頻繁的創(chuàng)建、銷毀線程，而是對線程的復(fù)用。

1）work stealing機制

當(dāng)本線程無可運行的G時，嘗試從其他線程綁定的P偷取G，而不是銷毀線程。

2）hand off機制

當(dāng)本線程M0因為G0進行系統(tǒng)調(diào)用阻塞時，線程釋放綁定的P，把P轉(zhuǎn)移給其他空閑的線程執(zhí)行。進而某個空閑的M1獲取P，繼續(xù)執(zhí)行P隊列中剩下的G。而M0由于陷入系統(tǒng)調(diào)用而進被阻塞，M1接替M0的工作，只要P不空閑，就可以保證充分利用CPU。M1的來源有可能是M的緩存池，也可能是新建的。當(dāng)G0系統(tǒng)調(diào)用結(jié)束后，根據(jù)M0是否能獲取到P，將會將G0做不同的處理：

如果有空閑的P，則獲取一個P，繼續(xù)執(zhí)行G0。

如果沒有空閑的P，則將G0放入全局隊列，等待被其他的P調(diào)度。然后M0將進入緩存池睡眠。

如下圖

GOMAXPROCS設(shè)置P的數(shù)量，最多有GOMAXPROCS個線程分布在多個CPU上同時運行

在Go中一個goroutine最多占用CPU 10ms，防止其他goroutine被餓死。

具體可以去看另一篇文章

【Golang詳解】go語言調(diào)度機制搶占式調(diào)度

當(dāng)創(chuàng)建一個新的G之后優(yōu)先加入本地隊列，如果本地隊列滿了，會將本地隊列的G移動到全局隊列里面，當(dāng)M執(zhí)行work stealing從其他P偷不到G時，它可以從全局G隊列獲取G。

協(xié)程經(jīng)歷過程

我們創(chuàng)建一個協(xié)程 go func()經(jīng)歷過程如下圖：

說明：

這里有兩個存儲G的隊列，一個是局部調(diào)度器P的本地隊列、一個是全局G隊列。新創(chuàng)建的G會先保存在P的本地隊列中，如果P的本地隊列已經(jīng)滿了就會保存在全局的隊列中；處理器本地隊列是一個使用數(shù)組構(gòu)成的環(huán)形鏈表，它最多可以存儲 256 個待執(zhí)行任務(wù)。

G只能運行在M中，一個M必須持有一個P，M與P是1：1的關(guān)系。M會從P的本地隊列彈出一個可執(zhí)行狀態(tài)的G來執(zhí)行，如果P的本地隊列為空，就會想其他的MP組合偷取一個可執(zhí)行的G來執(zhí)行；

一個M調(diào)度G執(zhí)行的過程是一個循環(huán)機制；會一直從本地隊列或全局隊列中獲取G

上面說到P的個數(shù)默認等于CPU核數(shù)，每個M必須持有一個P才可以執(zhí)行G，一般情況下M的個數(shù)會略大于P的個數(shù)，這多出來的M將會在G產(chǎn)生系統(tǒng)調(diào)用時發(fā)揮作用。類似線程池，Go也提供一個M的池子，需要時從池子中獲取，用完放回池子，不夠用時就再創(chuàng)建一個。

work-stealing調(diào)度算法：當(dāng)M執(zhí)行完了當(dāng)前P的本地隊列隊列里的所有G后，P也不會就這么在那躺尸啥都不干，它會先嘗試從全局隊列隊列尋找G來執(zhí)行，如果全局隊列為空，它會隨機挑選另外一個P，從它的隊列里中拿走一半的G到自己的隊列中執(zhí)行。

如果一切正常，調(diào)度器會以上述的那種方式順暢地運行，但這個世界沒這么美好，總有意外發(fā)生，以下分析goroutine在兩種例外情況下的行為。

Go runtime會在下面的goroutine被阻塞的情況下運行另外一個goroutine：

用戶態(tài)阻塞/喚醒

當(dāng)goroutine因為channel操作或者network I/O而阻塞時（實際上golang已經(jīng)用netpoller實現(xiàn)了goroutine網(wǎng)絡(luò)I/O阻塞不會導(dǎo)致M被阻塞，僅阻塞G，這里僅僅是舉個栗子），對應(yīng)的G會被放置到某個wait隊列(如channel的waitq)，該G的狀態(tài)由_Gruning變?yōu)開Gwaitting，而M會跳過該G嘗試獲取并執(zhí)行下一個G，如果此時沒有可運行的G供M運行，那么M將解綁P，并進入sleep狀態(tài)；當(dāng)阻塞的G被另一端的G2喚醒時（比如channel的可讀/寫通知），G被標記為，嘗試加入G2所在P的runnext（runnext是線程下一個需要執(zhí)行的 Goroutine。），然后再是P的本地隊列和全局隊列。

系統(tǒng)調(diào)用阻塞

當(dāng)M執(zhí)行某一個G時候如果發(fā)生了阻塞操作，M會阻塞，如果當(dāng)前有一些G在執(zhí)行，調(diào)度器會把這個線程M從P中摘除，然后再創(chuàng)建一個新的操作系統(tǒng)的線程(如果有空閑的線程可用就復(fù)用空閑線程)來服務(wù)于這個P。當(dāng)M系統(tǒng)調(diào)用結(jié)束時候，這個G會嘗試獲取一個空閑的P執(zhí)行，并放入到這個P的本地隊列。如果獲取不到P，那么這個線程M變成休眠狀態(tài)，加入到空閑線程中，然后這個G會被放入全局隊列中。

隊列輪轉(zhuǎn)

可見每個P維護著一個包含G的隊列，不考慮G進入系統(tǒng)調(diào)用或IO操作的情況下，P周期性的將G調(diào)度到M中執(zhí)行，執(zhí)行一小段時間，將上下文保存下來，然后將G放到隊列尾部，然后從隊列中重新取出一個G進行調(diào)度。

除了每個P維護的G隊列以外，還有一個全局的隊列，每個P會周期性地查看全局隊列中是否有G待運行并將其調(diào)度到M中執(zhí)行，全局隊列中G的來源，主要有從系統(tǒng)調(diào)用中恢復(fù)的G。之所以P會周期性地查看全局隊列，也是為了防止全局隊列中的G被餓死。

M0是啟動程序后的編號為0的主線程，這個M對應(yīng)的實例會在全局變量rutime.m0中，不需要在heap上分配，M0負責(zé)執(zhí)行初始化操作和啟動第一個G，在之后M0就和其他的M一樣了

G0是每次啟動一個M都會第一個創(chuàng)建的goroutine，G0僅用于負責(zé)調(diào)度G，G0不指向任何可執(zhí)行的函數(shù)，每個M都會有一個自己的G0，在調(diào)度或系統(tǒng)調(diào)用時會使用G0的棧空間，全局變量的G0是M0的G0

一個G由于調(diào)度被中斷，此后如何恢復(fù)？

中斷的時候?qū)⒓拇嫫骼锏臈Ｐ畔ⅲ４娴阶约旱腉對象里面。當(dāng)再次輪到自己執(zhí)行時，將自己保存的棧信息復(fù)制到寄存器里面，這樣就接著上次之后運行了。

我這里只是根據(jù)自己的理解進行了簡單的介紹，想要詳細了解有關(guān)GMP的底層原理可以去看Go調(diào)度器 G-P-M 模型的設(shè)計者的文檔或直接看源碼

參考： ()

()

go語言中的tcpconn是阻塞還是非阻塞的

阻塞socket和非阻塞socket的區(qū)別： 1、讀操作對于阻塞的socket,當(dāng)socket的接收緩沖區(qū)中沒有數(shù)據(jù)時，read調(diào)用會一直阻塞住，直到有數(shù)據(jù)到來才返回。當(dāng)socket緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)量小于期望讀取的數(shù)據(jù)量時，返回實際讀取的字節(jié)數(shù)。

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