从Deadlock报错理解Go channel机制（一）

参考：http://blog.csdn.net/kjfcpua/article/details/18265441

Go与其他语言不一样，它从语言层面就已经支持并发，不需要我们依托Thread库新建线程。Go中的channel机制使我们不用过多考虑锁和并发安全问题。channel提供了一种goroutine之间数据流传输的方式。

今天我想从一个常见的deadlock error开始，讨论一下channel的特性。

如果运行以下程序：

var ch = make(chan int)

func main() {
    ch <- 1
    <-ch // 没有这行代码也会报同样的错误
}

terminal会报如下错误：

fatal error: all goroutines are asleep - deadlock!

回顾channel（信道）的概念，大致上来说，信道是goroutine之间相互沟通的管道，信道中数据的流通代表着goroutine之间内存的共享。宏观上来讲，信道有点像其他语言中的队列（queue），遵循先进先出的规则。

信道分为无缓冲信道(即unbuffered channel)和有缓冲信道（buffered channel）。对于无缓冲的信道来说，我们默认信道的发消息（send）和收消息（receive）都是阻塞（block）的。换句话来说，无缓冲的信道在收消息和发消息的时候，goroutine都处于*挂起*状态。除非另一端准备好，否则goroutine无法继续往下执行。

上面的那段程序便是一个明显的错误样例。在main函数执行到ch <- 1的时候main（也是一个goroutine）便已挂起，而并没有其他goroutine负责接收消息，而下面一句 <-ch 永远无法执行，系统便自动判为timeout返回error。这种所有线程或者进程都在等待资源释放的情况，我们便把它称之为死锁。

死锁是一个非常有意思的话题，常见的死锁大致分为以下几类：
i. 只在单一goroutine里操作信道，例子如上。
ii. 串联信道中间一环挂起，举例如下：

var ch1 chan int = make(chan int)
var ch2 chan int = make(chan int)

func say(s string) {
    fmt.Println(s)
    ch1 <- <- ch2 // ch1 等待 ch2流出的数据
}

func main() {
    go say("hello")
    <- ch1  // 堵塞主线
}

ch1等待ch2留出数据，然而ch2并没有发出数据导致goroutine阻塞，解决方案是给ch2喂数据：

func feedCh2(ch chan int) {
    ch <- 2
}

iii. 非缓冲信道不成对出现：

c, quit := make(chan int), make(chan int)

go func() {
   c <- 1  // c通道的数据没有被其他goroutine读取走，堵塞当前goroutine
   quit <- 0 // quit始终没有办法写入数据
}()

<- quit // quit 等待数据的写

当然，并非所有不成对出现的非缓冲信道都会报错：

func say(ch chan int) {
    ch <- 1
}

func main() {
    ch := make(chan int)
    go say(ch)
}

有意思的是，虽然say函数挂起等待信道接收消息，但是main goroutine并没有被阻塞，在main函数返回后程序依然可以自动终止。

关于缓冲信道将会在之后的文章中介绍，如有意见还请指教。