GO言語でバッファーされていないチャネルによって引き起こされるデッドロックの問題を解決する

この記事では、GOのバッファーされていないチャネルの不適切な使用によって引き起こされるデッドロックについて説明します。レシーバーが準備ができていないときに送信操作がブロックされ、受信操作を実行するための他の同時コルーチンがない場合、デッドロックが発生します。このチュートリアルでは、2つの効果的なソリューションが提供されます。バッファーチャネルを使用して、限られた数の非ブロック送信を許可するか、同時実行のために個別のゴルチンで送信操作をカプセル化して、主なコルーチンブロッキングを回避します。

問題現象と原因の分析

GO言語では、チャネルはコルーチン間でコミュニケーションを実装するための重要なメカニズムです。ただし、チャネルの不適切な使用、特にバッファーされていないチャネルは、プログラムのデッドロックに簡単につながる可能性があります。自然数の合計を計算するGOプログラムの次の例を考えてみましょう。

パッケージメイン

「FMT」をインポートする

func sum（nums [] int、c chan int）{
    var sum int = 0
    _、v：= range nums {
        sum = v
    }
    c <p>このコードを実行すると、次のデッドロックエラーが生成されます。</p><pre class="brush:php;toolbar:false">スロー：すべてのゴロウチンは睡眠です - デッドロック！

Goroutine 1 [Chan send]：
main.sum（0x44213af00、0x800000004、0x420fbaa0、0x2f29f、0x7aaa8、...）
    Main.go：9 0x6e
main.main（）
    Main.go：16 0xe6

Goroutine 2 [syscall]：
Runtime.mainによって作成されました
    /usr/local/go/src/pkg/runtime/proc.c:221

出口ステータス2

このデッドロックの根本的な原因は、別のゴルウチンで実行されるのではなく、合計関数が直接呼ばれることです。ライン合計（allnums [：len（allnums）/2]、c1）に実行されると、sum関数は現在の（つまり、メイン）ゴルチンで実行されます。合計関数の内部では、C

メインゴルウチンブロッキングのため、プログラムは2回目の合計関数コールまたはチャネル受信操作まで引き続き実行できません。最終的に、GOランタイムは、すべてのゴルウチン（メインゴルチンを含む）がブロックされ、ゴルウチンが実行を継続できないことを検出し、デッドロックを報告します。 2つの独立したチャネルC1とC2が使用されていますが、問題は、合計関数の同期コールモードにより、メインゴルウチンが送信者と受信機の役割を同時に再生しないことです。

ソリューション1：バッファーチャネルを使用します

上記のデッドロックの問題を解決する1つの方法は、バッファーチャネルを使用することです。バッファーチャネルを使用すると、バッファがいっぱいになるまでレシーバーを準備せずに、一定の量のデータをチャネルに送信できます。

メイン関数のチャネルの作成方法を変更します。

パッケージメイン

「FMT」をインポートする

func sum（nums [] int、c chan int）{
    var sum int = 0
    _、v：= range nums {
        sum = v
    }
    c <p>容量1（make（chan int、1））のバッファーチャネルとしてチャネルC1とC2を作成することにより、合計関数のC <sum goroutine><p><strong>注：</strong>バッファチャネルを使用する場合、バッファーの容量を慎重に検討する必要があります。送信されたデータの量がバッファ容量を超える場合、送信操作は引き続きブロックされます。この例では、各合計関数は1つの整数のみを送信するため、容量を1つのバッファーで問題を解決するのに十分です。</p>
<h3>ソリューション2：ゴルチンを使用して、同時性を実現します</h3>
<p>これは、GO言語の並行性プログラミングパラダイムに沿ったものであり、そのような問題を解決するための推奨方法でもあります。それは、Sum関数のコールを独立したゴルウチンにカプセル化することです。これにより、Sum関数をメイン関数と同時に実行できるようになるため、Sum関数がデータの送信を試みたときにメイン関数がデータを受け取る準備ができていることを保証します。</p>
<p>メイン関数の合計関数のコールメソッドを変更します。</p>
<pre class="brush:php;toolbar:false">パッケージメイン

「FMT」をインポートする

func sum（nums [] int、c chan int）{
    var sum int = 0
    _、v：= range nums {
        sum = v
    }
    c <p>このシナリオでは、バッファーされていないチャネルを保持します。重要な変更は、Go Sum（...）の使用にあります。 Go Sum（...）が呼び出されると、Go Runtimeは合計関数を実行するために新しいGoroutineを開始し、メインGoroutineはすぐに次のコード行を実行し続けます。これはつまり：</p><ol>
<li> Main Goroutineは、最初のSum Goroutineを開始します。</li>
<li>メインゴルウチンは、すぐに2番目の合計ゴルウチンを開始します。</li>
<li> Main GoroutineはA：= </li>
</ol><p>この時点で、2つの合計ゴルウチンはサブサムを並行して計算し、結果をC1とC2に送信しています。 Sum Goroutinesの1つが計算を完了し、C <sum><h3>要約とベストプラクティス</h3>
<p>GOのチャネルのバッファリング特性を理解し、ゴロウチンの同時実行を理解することは、デッドロックを避けるための鍵です。</p>
<ul>
<li>
<strong>バッファーされていないチャネル</strong>：送信を強制し、操作を同期して発生するようにします。送信者が受信機の準備ができていない状態でデータを送信する場合、または受信者が送信者の準備ができていないデータを受信しようとする場合、操作はブロックされます。これは、厳密な同期を必要とするシナリオに最適です。</li>
<li>
<strong>バッファーチャネル</strong>：バッファがいっぱいになっていない場合は非ブロッキング伝送を許可し、バッファが空になっていない場合は非ブロック受信を許可します。送信者とレシーバーをある程度切り離しますが、バッファがいっぱいまたは空の場合、操作は依然としてブロックされます。生産者消費者モデルに適しており、ある程度の非同期処理を可能にします。</li>
<li> <strong>Goroutine</strong> ：Go Concurrencyモデルの中核です。同時に実行してチャネルを介して通信するために関数が必要な場合、関数呼び出しは常にGoroutine（go func（））でカプセル化する必要があります。</li>
</ul>
<p>上記の例では、Goroutineを使用してSum関数を同時に実行することは、Go Concurrency Philosophyの実践に沿っています。 「コンピューティングサブサムは、並行して実行できる独立したタスクである」という意図を明確に表現し、結果をチャネルを介してメインロジックに安全に渡します。バッファチャネルを使用すると、特定のシナリオでデッドロックを解くこともできますが、同時実行を達成するための代替ゴルチンの主要な手段としてではなく、フロー制御またはデカップリングに使用されることがよくあります。</p>
<p>したがって、同時プログラムを設計するときは、ゴルチンを使用して同時タスクを開始し、同期の要件とデータフロー特性に基づいて適切なチャネルタイプ（バッファーまたはバッファー付き）を選択することが推奨されます。</p></sum></p>

以上がGO言語でバッファーされていないチャネルによって引き起こされるデッドロックの問題を解決するの詳細内容です。詳細については、PHP 中国語 Web サイトの他の関連記事を参照してください。