避免死锁的 Go 生产者消费者

有志者，事竟成！如果你在学习Golang，那么本文《避免死锁的 Go 生产者消费者》，就很适合你！文章讲解的知识点主要包括，若是你对本文感兴趣，或者是想搞懂其中某个知识点，就请你继续往下看吧~

我有一个关于消费者和生产者的代码。虽然我在这里提出了这个问题以进行代码审查，并且这个想法的很大一部分是从这个线程中衍生出来的，这里是操场上的代码。

• 此代码有多个生产者和消费者共享同一通道。
• 此代码具有错误处理机制，如果任何工作人员（生产者或消费者）出错，则所有工作人员都应停止。

我担心死锁场景，即所有消费者都关闭，但生产者仍在向共享通道添加数据。为了“缓解”这个问题，我在将数据添加到数据队列之前添加了上下文检查 - 特别是 go playground 中的第 85 行。

但是，如果生产者在第 85 行检查 context.done()，则仍然可能出现死锁，然后取消上下文，导致所有消费者关闭，然后生产者尝试将数据插入队列？

如果是这样如何缓解。

重新发布代码：

package main

import (
    "context"
    "fmt"
    "sync"
)

func main() {
    a1 := []int{1, 2, 3, 4, 5}
    a2 := []int{5, 4, 3, 1, 1}
    a3 := []int{6, 7, 8, 9}
    a4 := []int{1, 2, 3, 4, 5}
    a5 := []int{5, 4, 3, 1, 1}
    a6 := []int{6, 7, 18, 9}
    arrayOfArray := [][]int{a1, a2, a3, a4, a5, a6}

    ctx, cancel := context.WithCancel(context.Background())
    ch1 := read(ctx, arrayOfArray)

    messageCh := make(chan int)
    errCh := make(chan error)

    producerWg := &sync.WaitGroup{}
    for i := 0; i < 3; i++ {
        producerWg.Add(1)
        producer(ctx, producerWg, ch1, messageCh, errCh)
    }

    consumerWg := &sync.WaitGroup{}
    for i := 0; i < 3; i++ {
        consumerWg.Add(1)
        consumer(ctx, consumerWg, messageCh, errCh)
    }

    firstError := handleAllErrors(ctx, cancel, errCh)

    producerWg.Wait()
    close(messageCh)

    consumerWg.Wait()
    close(errCh)

    fmt.Println(<-firstError)
}

func read(ctx context.Context, arrayOfArray [][]int) <-chan []int {
    ch := make(chan []int)

    go func() {
        defer close(ch)

        for i := 0; i < len(arrayOfArray); i++ {
            select {
            case <-ctx.Done():
                return
            case ch <- arrayOfArray[i]:
            }
        }
    }()

    return ch
}

func producer(ctx context.Context, wg *sync.WaitGroup, in <-chan []int, messageCh chan<- int, errCh chan<- error) {
    go func() {
        defer wg.Done()
        for {
            select {
            case <-ctx.Done():
                return
            case arr, ok := <-in:
                if !ok {
                    return
                }

                for i := 0; i < len(arr); i++ {

                    // simulating an error.
                    //if arr[i] == 10 {
                    //  errCh <- fmt.Errorf("producer interrupted")
                    //}

                    select {
                    case <-ctx.Done():
                        return
                    case messageCh <- 2 * arr[i]:
                    }
                }
            }
        }
    }()
}

func consumer(ctx context.Context, wg *sync.WaitGroup, messageCh <-chan int, errCh chan<- error) {
    go func() {
        wg.Done()

        for {
            select {
            case <-ctx.Done():
                return
            case n, ok := <-messageCh:
                if !ok {
                    return
                }
                fmt.Println("consumed: ", n)

                // simulating erros
                //if n == 10 {
                //  errCh <- fmt.Errorf("output error during write")
                //}
            }
        }
    }()
}

func handleAllErrors(ctx context.Context, cancel context.CancelFunc, errCh chan error) <-chan error {
    firstErrCh := make(chan error, 1)
    isFirstError := true
    go func() {
        defer close(firstErrCh)
        for err := range errCh {
            select {
            case <-ctx.Done():
            default:
                cancel()
            }
            if isFirstError {
                firstErrCh <- err
                isFirstError = !isFirstError
            }
        }
    }()

    return firstErrCh
}

正确答案

不，你没问题，这不会在生产者写入时陷入死锁，因为你将通道写入包装在 select 语句中，所以即使通道写入由于消费者已终止而无法发生，你'仍然会遇到上下文取消子句并终止您的生产者。

只是为了演示这个概念，您可以运行它并看到它没有死锁，尽管它正在尝试在没有读取器的情况下进行通道写入。

package main

import (
    "context"
    "fmt"
    "time"
)

func main() {
    ctx, cancel := context.WithCancel(context.Background())
    ch := make(chan struct{})

    go func() {
        time.Sleep(1 * time.Second)
        cancel()
    }()

    select {
    case ch <- struct{}{}:
    case <-ctx.Done():
        fmt.Println("context canceled")
    }
    fmt.Println("bye!")
}

这是它的游乐场链接。

关于一些代码简化。如果这是任何类型的现实生活代码，我可能只使用 golang.org/x/sync/errgroup 中的 group 。或者从他们那里得到提示并利用 sync.once 和 用一个生成 goroutine 的函数包装所有生产者和消费者，并且可以处理错误，而无需在错误中使用更复杂的错误通道排出代码处理函数。

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