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8.4.1. 不带缓存的Channels
一个基于无缓存Channels的发送操作将导致发送者goroutine阻塞,直到另一个goroutine在相同的Channels上执行接收操作,当发送的值通过Channels成功传输之后,两个goroutine可以继续执行后面的语句。反之,如果接收操作先发生,那么接收者goroutine也将阻塞,直到有另一个goroutine在相同的Channels上执行发送操作。
基于无缓存Channels的发送和接收操作将导致两个goroutine做一次同步操作。因为这个原因,无缓存Channels有时候也被称为同步Channels。当通过一个无缓存Channels发送数据时,接收者收到数据发生在唤醒发送者goroutine之前(译注:happens before,这是Go语言并发内存模型的一个关键术语!)。
在讨论并发编程时,当我们说x事件在y事件之前发生(happens before),我们并不是说x事件在时间上比y时间更早;我们要表达的意思是要保证在此之前的事件都已经完成了,例如在此之前的更新某些变量的操作已经完成,你可以放心依赖这些已完成的事件了。
当我们说x事件既不是在y事件之前发生也不是在y事件之后发生,我们就说x事件和y事件是并发的。这并不是意味着x事件和y事件就一定是同时发生的,我们只是不能确定这两个事件发生的先后顺序。在下一章中我们将看到,当两个goroutine并发访问了相同的变量时,我们有必要保证某些事件的执行顺序,以避免出现某些并发问题。
在8.3节的客户端程序,它在主goroutine中(译注:就是执行main函数的goroutine)将标准输入复制到server,因此当客户端程序关闭标准输入时,后台goroutine可能依然在工作。我们需要让主goroutine等待后台goroutine完成工作后再退出,我们使用了一个channel来同步两个goroutine:
gopl.io/ch8/netcat3
func main() {
conn, err := net.Dial("tcp", "localhost:8000")
if err != nil {
log.Fatal(err)
}
done := make(chan struct{})
go func() {
io.Copy(os.Stdout, conn) // NOTE: ignoring errors
log.Println("done")
done <- struct{}{} // signal the main goroutine
}()
mustCopy(conn, os.Stdin)
conn.Close()
<-done // wait for background goroutine to finish
}
当用户关闭了标准输入,主goroutine中的mustCopy函数调用将返回,然后调用conn.Close()关闭读和写方向的网络连接。关闭网络连接中的写方向的连接将导致server程序收到一个文件(end-of-file)结束的信号。关闭网络连接中读方向的连接将导致后台goroutine的io.Copy函数调用返回一个“read from closed connection”(“从关闭的连接读”)类似的错误,因此我们临时移除了错误日志语句;在练习8.3将会提供一个更好的解决方案。(需要注意的是go语句调用了一个函数字面量,这Go语言中启动goroutine常用的形式。)
在后台goroutine返回之前,它先打印一个日志信息,然后向done对应的channel发送一个值。主goroutine在退出前先等待从done对应的channel接收一个值。因此,总是可以在程序退出前正确输出“done”消息。
基于channels发送消息有两个重要方面。首先每个消息都有一个值,但是有时候通讯的事实和发生的时刻也同样重要。当我们更希望强调通讯发生的时刻时,我们将它称为消息事件。有些消息事件并不携带额外的信息,它仅仅是用作两个goroutine之间的同步,这时候我们可以用struct{}
空结构体作为channels元素的类型,虽然也可以使用bool或int类型实现同样的功能,done <- 1
语句也比done <- struct{}{}
更短。
练习 8.3: 在netcat3例子中,conn虽然是一个interface类型的值,但是其底层真实类型是*net.TCPConn
,代表一个TCP连接。一个TCP连接有读和写两个部分,可以使用CloseRead和CloseWrite方法分别关闭它们。修改netcat3的主goroutine代码,只关闭网络连接中写的部分,这样的话后台goroutine可以在标准输入被关闭后继续打印从reverb1服务器传回的数据。(要在reverb2服务器也完成同样的功能是比较困难的;参考练习 8.4。)