Go 的 select 语句中的链式通道操作如何导致死锁和数据丢失？

在单个 select 情况下链接通道操作：分析潜在的陷阱

在 Go 中，select 语句提供了一种方便的方法来复用多个渠道。考虑以下场景：我们有两个通道 A 和 B，以不同的时间间隔传输消息。我们想要创建一个扇入通道来接收来自 A 和 B 的消息。

下面的代码演示了这一点：

func fanIn(input1, input2 <-chan string) <-chan string {
    ch := make(chan string)
    go func() {
        for {
            select {
                case t := <-input1:
                    ch <- t
                case t := <-input2:
                    ch <- t
            }
        }
    }()

    return ch
}

当我们运行此代码时，我们期望收到消息以交错的方式来自两个通道。但是，如果我们按如下方式修改 select case 语句，我们会遇到意外的行为：

func fanIn(input1, input2 <-chan string) <-chan string {
    ch := make(chan string)
    go func() {
        for {
            select {
                case ch <- <-input1:
                case ch <- <-input2:
            }
        }
    }()

    return ch
}

在这种情况下，我们正确地收到了一些消息，但随后我们遇到了值丢失并最终陷入死锁。造成这种行为的原因在于 select 的基本工作原理。

在 select 中，只有一个通道的读或写操作是非阻塞的。所有其他操作均正常。在修改后的代码中，两种情况都包含通道写入，它们是非阻塞的。这就导致了一种情况，输入通道的消息排队，但扇入通道一次只能消费一条。

因此，扇入时消息可能会被丢弃，出现死锁通道没有写入者，读取者正在等待更多值。

要避免此问题，了解在 select 语句中只有一个操作应该是非阻塞的至关重要。如果需要在单个 select 情况下执行多个通道操作，请考虑使用像这样的非阻塞 select 辅助函数：

func nonBlockingSelect(cases []reflect.SelectCase) (chosen int, recv interface{}, ok bool) {
    for i, c := range cases {
        if c.Dir == reflect.SelectSend && c.Chan == nil {
            continue
        }
        v, ok := reflect.Select(cases)
        return v.Index, v.Elem().Interface(), ok
    }

    return -1, nil, false
}

然后，修改后的 fan-in 函数可以重写为：

func fanIn(input1, input2 <-chan string) <-chan string {
    ch := make(chan string)
    go func() {
        for {
            select {
                case c1 := <-input1:
                    nonBlockingSelect([]reflect.SelectCase{
                        {Dir: reflect.SelectSend, Chan: reflect.ValueOf(ch), Send: reflect.ValueOf(c1)},
                    })
                case c2 := <-input2:
                    nonBlockingSelect([]reflect.SelectCase{
                        {Dir: reflect.SelectSend, Chan: reflect.ValueOf(ch), Send: reflect.ValueOf(c2)},
                    })
            }
        }
    }()

    return ch
}

使用非阻塞选择助手可确保只有一个通道操作是非阻塞的，从而防止出现值丢失和僵局。

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