go语言判断管道是否关闭的误区

前言

本文是探讨的是"在Go语言中，我们是否可以使用读取管道时的第二个返回值来判断管道是否关闭?"

样例

在Go语言中，我们是否可以使用读取管道时的第二个返回值来判断管道是否关闭? 可以看下面的代码

package main

import "fmt"

func main() {
    // 创建一个整型管道
    ch := make(chan int)

    // 启动一个协程往管道发送数据
    go func() {
        for i := 0; i < 5; i++ {
            ch <- i
        }
        // 关闭管道
        close(ch)
    }()

    // 能否判断管道是否关闭?
    if _, ok := <-ch; !ok {
        fmt.Println("管道已关闭")
    }
}
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探讨 管道的数据结构

在探讨这个问题之前,我们先来了解一下管道的数据结构,从go的源码,我们可以知道,管道是被定义为一个名为hchan的结构体：

type hchan struct {
    qcount   uint           //当前队列中剩余的元素个数
    dataqsiz uint           // 环形队列管道容积
    buf      unsafe.Pointer // 环形队列指针
    elemsize uint16         // 元素大小
    closed   uint32         // 标识管道关闭的状态
    elemtype *_type         // 元素类型
    recvq    waitq          // 等待的读元素的协程队列
    sendq    waitq          // 等待的写元素的协程队列
    ... 
}

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其中,有一个属性是我们应该关注的,那就是closed,这玩意标识了管道是否关闭,这玩意为1代表关闭了,为0代表是开启的.

详细分析

好的,接下来我们继续本文探讨的问题在Go语言中，我们是否可以使用管道的第二个返回值来判断管道是否关闭?
先给出结论 : 从严格意义上来讲是不可以的,其实表示是否成功读取数据,但是在缓存区为0的时候,ok的状态和管道状态是一致的,所以会被误认为,这个ok是代表管道的状态
可以看下面的例子

package main

import (
   "fmt"
   "time"
)

func main() {

   a2 := make(chan int, 2)
   
   go demo(a2)
   value2, ok2 := <-a2
   fmt.Printf("value2:%v,ok2:%v\n", value2, ok2)

   time.Sleep(3 * time.Second)

   value3, ok3 := <-a2
   fmt.Printf("value3:%v,ok3:%v\n", value3, ok3)

}

func demo(a chan int) {
   defer func() {
      close(a)
      fmt.Println("管道已经关闭")
   }()

   a <- 1
   a <- 2
}
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解释一下运行流程

• 首先创建了一个缓存区为2的管道a2
• 然后用go关键字
  将demo函数开辟出一个新的协程运行,此时demo和main是同一级的关系,同时运行,此时main函数会继续向下执行,发现是从管道中读取一个元素,然后就会等待demo函数会向管道中传入值,demo函数的运行过程是这样的,它发现管道a2的缓存是2,所以刚好把元素存入,然后就执行关闭管道,然后demo协程销毁
• main函数继续执行,接收到a2管道的一个元素之后,然后返回value2和ok2,然后进行打印
• 然后休眠3秒钟
• 然后继续读取a2管道的元素,得到value3和ok3,然后打印
  
  ok2和ok3都为true

’ 管道已经关闭 ’ 这是最先打印的,无论运行多少次,都是一样的,而且我还特地将main函数暂停了3秒,所以我可以保证demo函数已经执行完毕,demo协程已经销毁,然后再执行的第二个管道的数据的读取

逐步调试

• 那我们调试一下,可以发现,执行了make函数创建管道之后,管道没有关闭,我前面特意提了管道的数据结构,其中closed是标识管道是否关闭的
  
• 继续调试,我们可以发现,在读取完管道a2的第一个值赋值给value2和ok2的时候,此时通道已经关闭
  
• value2的值为1,ok2为true
  
• 继续调试,通道还是关闭状态,但是ok3的值还是true,看下面的第二张图
  
  
  所以读取管道元素传来的第二个值,并不是代表管道是否关闭!

那它代表什么?

其实是代表读取数据是否成功,或者说代表缓存区是否还有数据
首先我们要知道, 关闭了的管道, 我们还是可以进行读取的, 这个设定是因为有缓存的存在, 但是如果管道关闭了的话,又没有值,读取的话,会是类型的默认值和false,也就是读取未成功
当然如果是缓存区为0的情况,ok的值和管道的状态是一致的

var c = make(chan int)
close(c)
value, ok := <-c
fmt.Printf("value:%v \nok:%v \n", value, ok)
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运行结果: