经典面试题--golang交替打印cat、dog 以及出现死锁问题的分析

2023-10-13 19:30

本文主要是介绍经典面试题--golang交替打印cat、dog 以及出现死锁问题的分析,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

问题背景

一道经典面试题,如下:

  1.  使用两个goroutine循环打印,cat,dog
  2. 各打印5次

熟悉golang的同学,很容易写出如下代码:

func Pprint() {wg := sync.WaitGroup{}wg.Add(2)ch1, ch2 := make(chan struct{}), make(chan struct{})go func() {cnt := 0for {<-ch1fmt.Println("cat")cnt++ch2 <- struct{}{}if cnt == 5 {wg.Done()return}}}()go func() {cnt := 0for {<-ch2fmt.Println("do")cnt++ch1 <- struct{}{}if cnt == 5 {wg.Done()return}}}()ch1 <- struct{}{}wg.Wait()
}

这段代码,逻辑思路上没任何问题:

  1. 构建两个channel当作通信的信号量,当某个信号量操作完成后通知另一个完成;
  2. 通过sync.WaitGroup控制goroutine优雅退出。

问题

然而不幸的是,这段代码最终会出现死锁 panic:

 

 正确打印五次后,却出现了死锁的panic,没有实现程序优雅退出。

那么原因是什么呢?

我们来分析死锁检测时报错堆栈信息,其中有一个关键信息引起了我们的注意

 

 注意看第一行,上面报错信息的意思是:在func2协程(goroutine id是6),也就是我们代码中的第二个goroutine出现了因为 chan send阻塞导致的死锁

到这里肯定就有同学困惑了,我都是刚好5次呀,而且两个channel  ch1、ch2都是完全同步的。怎么就会因为chan send造成死锁呢???

继续看堆栈报错信息,还有一个关键的点,如下:

看到这里,更懵逼了吧。为什么第二个goroutine因为chan send和waitgroup产生了死锁???

我们不妨大胆猜测一下,是不是因为第二个gorouine因为某些原因无法正常退出,导致其wg.Done方法没法执行,因此系统检测到wg.Wait()所在的主协程永远无法执行完成,所以报出了deadlock panic。

下面我们在协程退出的地方加一些debug 日志来验证我们的猜想(重复代码省略了):

	go func() {cnt := 0for {...省略...if cnt == 5 {wg.Done()fmt.Println("exit1")return}}}()go func() {cnt := 0for {...省略...if cnt == 5 {wg.Done()fmt.Println("exit2")return}}}()

 debug结果如下:

果然不出我们的猜测,只有第一个goroutine正常退出了,第二个goroutine都来不及退出,就被死锁检测到。

到这里我们也能大致知道原因了:第一个goroutine ch1正常退出之后,在第二个goroutine里,系统判断出 ch1 <- struct{}{} 这一句代码永远不会有接收者;又因为ch1是阻塞的channel,所以系统会认为这里会死锁,就抛出deadlock panic。

其实问题的关键点在于:ch1和ch2都是阻塞的channel

解决方案

最后,解决方案也很明了:

1. 方案一:使用带缓冲的channel

ch1, ch2 := make(chan struct{}, 1), make(chan struct{}, 1)

2. 方案二:使用select防止阻塞

总结

这个交替打印的问题本身并不复杂,但是却非常经典。考验我们对channel的理解,对并发编程技巧的掌握,以及控制协程优雅退出的能力。

日常coding中,需要清楚的了解业务的场景,然后考虑是否使用带缓冲的channel

这篇关于经典面试题--golang交替打印cat、dog 以及出现死锁问题的分析的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助!


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