Golang 由兩個 chan 組成的鎖死

這是有一次在工作中發生的情況，當時 debug 很久。原來不是只有 Mutex 才會發生鎖死。

以下是一個涉及兩個 channel 的死鎖示例:

雙 Channel 死鎖示例

func main() {
    ch1 := make(chan int)
    ch2 := make(chan int)

    go func() {
        v := <-ch1  // 等待從 ch1 接收數據
        ch2 <- v    // 將接收到的數據發送到 ch2
    }()

    ch1 <- <-ch2  // 主 goroutine 嘗試從 ch2 接收並發送到 ch1
}

這個程序會產生死鎖，原因如下:

1. 主 goroutine 創建了兩個無緩衝的 channel: ch1 和 ch2。
2. 一個新的 goroutine 被創建，它首先嘗試從 ch1 接收數據，然後將接收到的數據發送到 ch2。
3. 主 goroutine 嘗試從 ch2 接收數據，然後將接收到的數據發送到 ch1。
4. 兩個 goroutine 都被阻塞，等待對方的操作完成，但由於互相依賴，它們永遠無法完成操作。

死鎖的原因

這種情況下發生死鎖的根本原因是:

1. 兩個 goroutine 都在等待對方完成操作。
2. 使用了無緩衝的 channel，導致每個發送操作都需要有相應的接收操作同時進行。
3. 操作順序的相互依賴形成了一個循環等待的情況。

如何避免

要避免這種死鎖，可以採取以下方法:

1. 使用帶緩衝的 channel:

   ch1 := make(chan int, 1)
   ch2 := make(chan int, 1)

2. 改變操作順序，打破循環依賴:

   go func() {
       ch2 <- 1    // 首先向 ch2 發送數據
       v := <-ch1  // 然後從 ch1 接收數據
   }()

   v := <-ch2    // 主 goroutine 首先從 ch2 接收數據
   ch1 <- v      // 然後向 ch1 發送數據

3. 使用 select 語句來同時處理多個 channel:

   select {
   case v1 := <-ch1:
       ch2 <- v1
   case v2 := <-ch2:
       ch1 <- v2
   default:
       // 避免阻塞
   }

4. 使用 context 或 done channel 來實現超時或取消機制:

   ctx, cancel := context.WithTimeout(context.Background(), time.Second)
   defer cancel()

   select {
   case v := <-ch1:
       ch2 <- v
   case <-ctx.Done():
       fmt.Println("Operation timed out")
   }

通過這些方法，我們可以有效地避免涉及多個 channel 的死鎖情況，提高程序的健壯性和可靠性。