Go语言中如何检测一个channel已经被关闭了?

Go语言中如何检测一个channel已经被关闭了?

个人理解哈。先说结论:golang 的 channel 不应该直接对 channel 本身判断是否 close 了。

以前我分享过一个文章,叫做:Go 为什么没有判断 close 的接口?

Go 为什么没有判断 close 的接口?

相信大家初学 golang chan 的时候应该都遇到过 "send on closed channel" 的 panic 。这个 panic 是当你意图往一个已经 close 的 channel 里面投递元素的时候触发。那么你当你第一次遇到这个问题是否想过 channel 是否能提供一个接口方法来判断是否已经 close 了?我想过这个问题,但是把 chan 的源代码翻了个遍没有找到。为什么?

我先 hold 这个问题,我们捋一下跟 channel close 相关的事情,主要思考到 3 个问题:

首先,用户可以 close channel,如下:

用 gdb 或者 delve 调试下就能发现 close 一个 channel,编译器会转换成 closechan 函数,在这个函数里是关闭 channel 的全部实现了,我们可以分析下。

对应编译函数为 closechan ,该函数很简单,大概做 3 个事情:

通过上面的代码逻辑,我们窥视到两个重要的信息:

但是很奇怪的是,我们 golang 官方没有提供一个接口用于判断 chan 是否关闭?那我们能不能实现一个判断 chan 是否 close 的方法呢?

怎么实现?首先 isChanClose 函数有几点要求:

回忆下 golang channel 最详细剖析 章节,想想 send, recv 相关的函数,我们可以知道,当前 channel 给到用户的使用姿势本质上只有两种:读和写,我们实现的 isChanClose 也只能在这个基础上做。

“写”肯定不能作为判断,总不能为了判断 chan 是否 close,我尝试往里面写数据吧?这个会导致 chansend 里面直接 panic 的,如下:

当然了,你路子要是野一点,这样做技术上也能实现,因为 panic 是可以捕捉的,只不过这也太野了吧,不推荐。

“读”来判断。分析函数 chanrecv 可以知道,当尝试从一个已经 close 的 chan 读数据的时候,返回 (selected=true, received=false),我们通过 received = false 即可知道 channel 是否 close 。chanrecv 有如下代码:

所以,我们现在知道了,可以通过 “读”的效果来判断,但是我们不能直接写成这样:

上面是个错误示例,因为 _, ok := <-c 编译出来的是 chanrecv2 ,这个函数 block 赋值 true 传入的,所以当 c 是正常的时候,这里是阻塞的,所以这个不能用来作为一个正常的函数调用,因为会卡死协程,怎么解决这个问题?用 select 和 <-chan 来结合可以解决这个问题,select 和 <-chan 结合起来是对应 selectnbrecv 和 selectnbrecv2 这两个函数,这两个函数是非阻塞的(block = false )。

正确示例:

网上很多人举了一个 isChanClose 错误的例子,错误示例:

思考下:为什么第一个例子是对的,第二个例子是错的?

因为,第一个例子编译出来对应的函数是 selectnbrecv2 ,第二个例子编译出来对应的是 selectnbrecv1 ,这两个函数的区别在于 selectnbrecv2 多了一个返回参数 received,只有这个函数才能指明是否元素出队成功,而 selected 只是判断是否要进到 select case 分支。我们通过 received 这个返回值(其实是一个入参,只不过是指针类型,函数内可修改)来反向推断 chan 是否 close 了。

小结:

其实这些原则只有一点:一定要是安全的是否才能去 close channel 。

上面实现的 isChanClose 是可以判断出 channel 是否 close,但是适用场景优先,因为可能等你 isChanClose 判断的时候返回值 false,你以为 channel 还是正常的,但是下一刻 channel 被关闭了,这个时候往里面“写”数据就又会 panic ,如下:

因为判断之后还是有时间窗,所以 isChanClose 的适用还是有限,那么是否有更好的办法?

我们换一个思路,你其实并不是一定要判断 channel 是否 close,真正的目的是:安全的使用 channel,避免使用到已经关闭的 closed channel,从而导致 panic 。

这个问题的本质上是保证一个事件的时序,官方推荐通过 context 来配合使用,我们可以通过一个 ctx 变量来指明 close 事件,而不是直接去判断 channel 的一个状态。举个栗子:

ctx.Done() 事件发生之后,我们就明确不去读 channel 的数据。

或者

ctx.Done() 事件发生之后,我们就明确不写数据到 channel ,或者不从 channel 里读数据,那么保证这个时序即可。就一定不会有问题。

我们只需要确保一点:

关闭一个 channel 直接调用 close 即可,但是关闭一个已经关闭的 channel 会导致 panic,怎么办?panic-recover 配合使用即可。

这并不优雅。

可以使用 sync.Once 来确保 close 只执行一次。

这看着还可以。

对于关闭 channel 这个我们有两个简要的原则:

可以使用 sync.WaitGroup 来同步这个关闭事件,遵守以上的原则,举几个例子:

第一个例子:一个 sender

这里例子里面,我们在 sender 的 goroutine 关闭 channel,因为只有一个 sender,所以关闭自然是安全的。receiver 使用 WaitGroup 来同步事件,receiver 的 for 循环只有在 channel close 之后才会退出,主协程的 wg.Wait() 语句只有所有的 receivers 都完成才会返回。所以,事件的顺序是:

一切都是安全的。

第二个例子:多个 sender

这个例子我们看到有多个 sender 和 receiver ,这种情况我们还是要保证一点:close(ch) 操作的只能有一个人,我们单独抽出来一个 goroutine 来做这个事情,并且使用 context 来做事件同步,事件发生顺序是:

一切都是安全的。

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希望对你有所帮助,谢谢。