使用通道时Goroutine的执行顺序问题及代码异常分析

问题描述 #

使用通道时Goroutine的执行顺序是怎样的？原本认为对通道进行读写操作会阻塞当前Goroutine，但测试代码却不符合这一规则：

func main() {
    ch := make(chan int)
    go sum(ch, 3)
    fmt.Println("Write number: 10")
    ch <- 10
    fmt.Println("Write number: 20")
    ch <- 20
    fmt.Println("Write number: 30")
    ch <- 30

    fmt.Println("Finish main")
}

func sum(ch chan int, len int) {
    fmt.Println("Func 'sum' start")

    sum := 0
    for i := 0; i < len; i++ {
       fmt.Println("For start")
       num := <-ch
       fmt.Printf("Read from ch: %d\n", num)
       sum += num
       fmt.Println("For finish")
    }

    fmt.Printf("Sum: %d\n", sum)
}

预期执行流程是主Goroutine每次向通道写入数据后会阻塞，直到sum Goroutine读取数据后才继续执行，输出为交替的写入提示与读取操作日志。但实际输出中主Goroutine连续写入了20和30才被读取。此外，当将sum的第二个参数改为2时，主Goroutine写入第三个值后无读取者，却未触发报错，这是为什么？

问题解答 #

1. 为什么主Goroutine会出现“连续写入”的现象？ #

你使用的是无缓冲通道，理论上每次发送操作ch <- x都会阻塞当前Goroutine，直到有其他Goroutine完成接收操作<-ch。实际出现“连续写入”的视觉效果，主要有两个原因：

• Go调度器的时机不确定性：主Goroutine在被唤醒后，会快速执行后续的打印语句（比如fmt.Println("Write number:20")），之后才进入下一次发送阻塞。而sum Goroutine的调度唤醒可能存在延迟，导致它的打印输出和主Goroutine的打印输出交错，看起来像是主Goroutine连续完成了写入。
• 标准输出的缓冲特性：Go的fmt.Println输出是带缓冲的，多个打印语句的内容可能被暂时缓冲，之后一次性输出，这也会造成“连续写入”的错觉。

本质上无缓冲通道的阻塞规则没有被打破，只是执行流程的可视化输出因为调度和缓冲出现了偏差。

2. 写入无接收者的通道为何未触发报错？ #

当sum的参数改为2时，sum Goroutine只执行2次接收操作就会退出，此时通道不再有活跃的接收者。但主Goroutine写入第三个值后没有触发panic，是因为主Goroutine会在写入后立刻执行完剩余代码并退出——Go程序的生命周期由主Goroutine主导，主Goroutine退出时，所有其他Goroutine会被强制终止，程序直接结束，主Goroutine还没来得及因为“发送到无接收者的通道”而触发panic。

如果想验证这个panic，可以在主Goroutine写入第三个值后添加等待逻辑，比如：

ch <- 30
time.Sleep(time.Second) // 让主Goroutine等待足够时间
fmt.Println("Finish main")

此时主Goroutine会在发送操作上持续阻塞，因为没有接收者，最终会触发panic。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Phoen1x