为什么 Go Channel 的 buffer 没有正确限制写/读？

Question

我正在尝试使用通道在两个 go 例程之间进行通信。起初我创建了整数通道，然后我将它作为参数传递给打印从 0 到 10 的数字序列的 go 例程。这些程序的输出没有意义。

这是主要代码：

func Worker(identifier string, ch chan<- int) {
    fmt.Printf("Entering worker %s\n", identifier)
    for i := 0; i < 10; i++ {
        fmt.Printf("Writing %d\n", i)
        ch <- i
    }

    fmt.Printf("Exiting worker %s\n", identifier)

    close(ch)
}

func main() {
    ch := make(chan int)
    go Worker("1", ch)

    for v := range ch {
        fmt.Printf("Reading %d\n", v)
    }
}

对于该代码执行，我得到了这个输出：

Entering worker 1
Writing 0
Writing 1
Reading 0
Reading 1
Writing 2
Writing 3
Reading 2
Reading 3
Writing 4
Writing 5
Reading 4
Reading 5
Writing 6
Writing 7
Reading 6
Reading 7
Writing 8
Writing 9
Reading 8
Reading 9
Exiting worker 1

请注意，有两次写入执行，然后有两次读取执行。

后来，我设置了一个缓冲区大小来实现这样的功能：

func main() {
    ch := make(chan int, 3) // <= Buffer
    go Worker("1", ch)

    for v := range ch {
        fmt.Printf("Reading %d\n", v)
    }

}

然后，得到这个输出：

Entering worker 1
Writing 0
Writing 1
Writing 2
Writing 3
Writing 4
Reading 0
Reading 1
Reading 2
Reading 3
Reading 4
Writing 5
Writing 6
Writing 7
Writing 8
Writing 9
Reading 5
Reading 6
Reading 7
Reading 8
Reading 9
Exiting worker 1

请注意，现在我们有 5 个写入执行，然后是 5 个读取执行。

一旦我们有了代码和输出，最后一个问题就来了：为什么这些执行的行为是这样的？一开始不是应该每次只读写一个数字吗？除此之外，为什么第二次执行每次读取和写入 5 个数字而不是 3 个（因为这是缓冲区大小）？

Answer 1

当打印消息以及从通道读取或写入数字时，您会混淆。

写入发生时不会发生“写入”消息。它们发生在 between 写入的某个时刻。同样，“正在阅读”消息发生在 between reads.

这是您的第一个片段可以安排的一种方式，它会产生显示的输出：

• 主要尝试读取和阻塞。
• 工人打印“Writing 0”。
• Worker 写入 0，main 读取。
• 工人打印“Writing 1”。
• Worker 尝试写入 1，并阻塞。
• main 打印“Reading 0”。
• 主要阅读1.
• 主要打印“阅读 1”。
• 主要尝试读取和阻塞。

Control 像这样在 main 和 Worker 之间传递，每个打印 2 条消息，然后阻塞。

同样，您的第二个片段可以这样安排：

• 主要尝试读取和阻塞。
• Worker 打印“Writing 0”，并直接向 main 发送一个 0。
• Worker打印“Writing 1”，并缓冲一个1.
• Worker打印“Writing 2”，并缓冲一个2.
• Worker打印“Writing 3”，并缓冲一个3.
• 工人打印“Writing 4”，并阻止尝试发送 4.
• main 完成它被阻塞的读取，并打印“Reading 0”。
• main 读取缓冲的 1，并打印“Reading 1”。
• main 读取缓冲的 2，并打印“Reading 2”。
• main 读取缓冲的 3，并打印“Reading 3”。
• main 读取 Worker 被阻塞的 4，并打印“Reading 4”。
• 主要尝试读取和阻塞。
• 执行返回给工人...