为何移除merge函数中包裹wg.Wait()的goroutine会引发Go死锁？

问题描述 #

我阅读了Go官方博客的管道文章，尝试移除包裹wg.Wait()的goroutine后，出现了所有goroutine休眠的死锁问题，无法理解其中原因，原代码如下：

func merge(cs ...<-chan int) <-chan int {
    var wg sync.WaitGroup
    out := make(chan int)

    // Start an output goroutine for each input channel in cs.  output
    // copies values from c to out until c is closed, then calls wg.Done.
    output := func(c <-chan int) {
        for n := range c {
            out <- n
        }
        wg.Done()
    }
    wg.Add(len(cs))
    for _, c := range cs {
        go output(c)
    }

    // Start a goroutine to close out once all the output goroutines are
    // done.  This must start after the wg.Add call.
    go func() {
        wg.Wait()
        close(out)
    }()
    return out
}

死锁原因解析 #

当你移除包裹wg.Wait()的协程，直接在merge函数内调用wg.Wait()时，会形成一个死锁闭环：

• merge函数阻塞：merge启动所有output协程后，调用wg.Wait()会让当前执行merge的goroutine停在这里，必须等所有output协程执行wg.Done()才能继续。
• output协程阻塞：每个output协程在out <- n处卡住——因为out是无缓冲通道，发送操作必须等到有接收方才能完成。但此时merge还没返回out通道，调用merge的代码还没开始接收数据，所以output协程永远无法走到wg.Done()这一步。
• 互相等待形成死锁：merge等output协程完成，output协程等out有接收方，接收方等merge返回out通道，所有goroutine都陷入休眠，触发死锁。

原代码把wg.Wait()放在单独协程里的核心作用，就是让merge函数能立刻返回out通道，让接收方可以开始接收数据，output协程的发送操作不会阻塞，完成后调用wg.Done()，最后那个独立协程等所有output完成后关闭out，整个流程就能正常推进。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Thai Nguyen