Czym jest deadlock podczas pracy z goroutine?

Zablokowanie (deadlock) to sytuacja, gdy dwie lub więcej gorutyn blokuje się nawzajem, oczekując na siebie, i żadna z nich nie może kontynuować wykonywania. Najczęściej występuje podczas pracy z mutexami lub kanałami.

Przykłady deadlocków:

1. Blokada mutexów w różnej kolejności:

   // Przykład deadlocka z mutexami
   var mu1 sync.Mutex
   var mu2 sync.Mutex
   
   func goroutine1() {
       mu1.Lock() // Zablokuj mu1
       time.Sleep(100 * time.Millisecond) // Odczekaj trochę
       mu2.Lock() // Spróbuj zablokować mu2 (zajęty przez goroutine2)
       fmt.Println("goroutine1 uzyskał mu2")
       mu2.Unlock()
       mu1.Unlock()
   }
   
   func goroutine2() {
       mu2.Lock() // Zablokuj mu2
       time.Sleep(100 * time.Millisecond) // Odczekaj trochę
       mu1.Lock() // Spróbuj zablokować mu1 (zajęty przez goroutine1)
       fmt.Println("goroutine2 uzyskał mu1")
       mu1.Unlock()
       mu2.Unlock()
   }
   

   Goroutine1 zablokowała mu1 i czeka na mu2. Goroutine2 zablokowała mu2 i czeka na mu1. Obie gorutyny są zablokowane.

2. Wysyłanie do kanału bez bufora bez odbiorcy:

   // Przykład deadlocka z kanałem
   func main() {
       ch := make(chan int)
       //go func() { // Jeśli nie uruchomi się gorutyna odczytująca, wystąpi deadlock
       //	<-ch
       //}()
       ch <- 1 // Wysyłanie do kanału bez aktywnego odbiorcy
       fmt.Println("Wysłano do kanału") // Ta linia nie zostanie osiągnięta
   }
   

   Wysyłanie do kanału bez bufora blokuje się, dopóki inna gorutyna nie zacznie czytać z niego. Jeśli nie ma odbiorcy, występuje deadlock.

3. Odczyt z kanału bez nadawcy (po zamknięciu lub z pustym buforem):

   // Przykład deadlocka podczas odczytu z kanału
   func main() {
       ch := make(chan int, 1) // Kanał z buforem na 1 element
       ch <- 1 // Wysłano 1
       close(ch) // Zamknięcie kanału
       <-ch // Odczyt 1
       <-ch // Próba odczytu ponownie z zamkniętego i pustego kanału - deadlock
   }
   

   Odczyt z zamkniętego niepustego kanału zakończy się sukcesem. Odczyt z zamkniętego i pustego kanału lub z otwartego, ale pustego bez nadawcy spowoduje blokadę.

Runtime Golanga może wykryć niektóre typy deadlocków (np. gdy wszystkie zablokowane gorutyny oczekują na odbiór lub wysłanie do pojedynczej gorutyny), a w takim przypadku program zostanie nagle zakończony komunikatem "fatal error: all goroutines are asleep - deadlock!". Jednak nie wszystkie deadlocki mogą być automatycznie wykryte.

Aby zapobiec deadlockom:

• Zachować spójny porządek przejęcia mutexów.
• Upewnić się, że dla każdego wysłania do kanału bez bufora istnieje odpowiadające odczytanie, i odwrotnie.
• Używać select z default lub timeoutami w pracy z kanałami, gdy jest to konieczne.
• Ostrożnie zarządzać czasem życia gorutyn i zamykaniem kanałów.