Go 的 select 語句中的鍊式通道操作如何導致死鎖和資料遺失？

在單一select 情況下連結通道操作：分析潛在的陷阱

在Go 中，select 語句提供了一個方便的方法來復用多個管道。考慮以下場景：我們有兩個通道 A 和 B，以不同的時間間隔傳送訊息。我們想要建立一個扇入通道來接收來自 A 和 B 的訊息。

下面的程式碼示範了這一點：

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
}

當我們執行此程式碼時，我們期望收到訊息以交錯的方式來自兩個通道。但是，如果我們如下修改select case 語句，我們會遇到意外的行為：

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

    return ch
}

在這種情況下，我們正確地收到了一些訊息，但隨後我們遇到了值遺失並最終陷入死鎖。造成這種行為的原因在於 select 的基本運作原理。

在 select 中，只有一個通道的讀取或寫入操作是非阻塞的。所有其他操作均正常。在修改後的程式碼中，兩種情況都包含通道寫入，它們是非阻塞的。這就導致了一種情況，輸入通道的訊息排隊，但扇入通道一次只能消費一條。

因此，扇入時訊息可能會被丟棄，出現死鎖通道沒有寫入者，讀取者正在等待更多值。

要避免此問題，了解在 select 語句中只有一個操作應該是非阻塞的至關重要。如果需要在單一select 情況下執行多個通道操作，請考慮使用像這樣的非阻塞select 輔助函數：

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
}

然後，修改後的fan-in 函數可以重寫為：

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
}

使用非阻塞選擇助手可確保只有一個通道操作是非阻塞的，從而防止出現值丟失和僵局。

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