Go源码学习: 关闭channel的内部实现是什么样的?

Go源码学习: 关闭channel的内部实现是什么样的?

2021-11-05
Go

作为一个Gopher在刚开始学习channel的时候，一定见过以下关于关闭channel会发生什么情况的总结:

  • 关闭一个值为nil的channel将会panic
  • 关闭一个已经关闭的channel将会panic
  • 向一个已经关闭的channel发送数据会panic

本节将学习关闭channel，即close(ch)的内部实现。关闭channel实际上调用的是runtime.closechan这个函数。

runtime.closechan函数签名如下，它只有一个*hcan参数指向要关闭的channel，它没有返回值。

 1> runtime.closechan() /usr/local/Cellar/go/1.17.2/libexec/src/runtime/chan.go:355 (hits goroutine(1):1 total:1) (PC: 0x1004b4a)
 2Warning: debugging optimized function
 3   350:         src := sg.elem
 4   351:         typeBitsBulkBarrier(t, uintptr(dst), uintptr(src), t.size)
 5   352:         memmove(dst, src, t.size)
 6   353: }
 7   354:
 8=> 355: func closechan(c *hchan) {
 9   356:         if c == nil {
10   357:                 panic(plainError("close of nil channel"))
11   358:         }
12   359:
13   360:         lock(&c.lock)

runtime.closechan的内部执行流程 #

下图是在阅读runtime.closechan源码，梳理其内部执行流程时，绘制的活动图，只是梳理大致脉络加深理解，不一定完全准确:

runtime-closechan.png

对异常情况处理channel为ni的情况和channel已经关闭的情况 #

clonsechan函数内部首先是对异常情况的判断，如果channel是nil将直接panic，如果channel已经关闭，将直接panic。

1	if c == nil {
2		panic(plainError("close of nil channel"))
3	}
4
5	lock(&c.lock)
6	if c.closed != 0 {
7		unlock(&c.lock)
8		panic(plainError("close of closed channel"))
9	}

清理并释放两个等待队列recvq和sendq #

到这里进入关闭channel的主逻辑：

  • 首先将channel的底层数据结构hchan上的closed字段设置成1，表示当前channel已经关闭了。
  • 接下来，会初始化一个gList结构，用来存放recvq和sendq两个等待队列中的接收方和发送方的Goroutine。
  • 将接收方等待队列recvq上的sudog出队，清理未被处理的元素，并将接收方的G都添加到gList中
  • 将发送方等待队列sendq上的sudog出队，清理未被处理的元素，并将发送方的G都添加到gList中
  • 最后执行解锁操作
 1	c.closed = 1
 2
 3	var glist gList
 4
 5	// release all readers
 6	for {
 7		sg := c.recvq.dequeue()
 8		if sg == nil {
 9			break
10		}
11		if sg.elem != nil {
12			typedmemclr(c.elemtype, sg.elem)
13			sg.elem = nil
14		}
15		if sg.releasetime != 0 {
16			sg.releasetime = cputicks()
17		}
18		gp := sg.g
19		gp.param = unsafe.Pointer(sg)
20		sg.success = false
21		if raceenabled {
22			raceacquireg(gp, c.raceaddr())
23		}
24		glist.push(gp)
25	}
26
27	// release all writers (they will panic)
28	for {
29		sg := c.sendq.dequeue()
30		if sg == nil {
31			break
32		}
33		sg.elem = nil
34		if sg.releasetime != 0 {
35			sg.releasetime = cputicks()
36		}
37		gp := sg.g
38		gp.param = unsafe.Pointer(sg)
39		sg.success = false
40		if raceenabled {
41			raceacquireg(gp, c.raceaddr())
42		}
43		glist.push(gp)
44	}
45	unlock(&c.lock)

唤醒原来在两个等待队列recvq和sendq中阻塞的Goroutine #

执行到这一步，原来在两个等待队列recvq和sendq中阻塞的Goroutine都被放到了glist中，最后为这些被阻塞的G调用goready函数唤醒这些G，将重新对这些G进行调度。

1	// Ready all Gs now that we've dropped the channel lock.
2	for !glist.empty() {
3		gp := glist.pop()
4		gp.schedlink = 0
5		goready(gp, 3)
6	}
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