Go语言channel的输出顺序

23 Dec 2022 -

关于有缓冲和无缓冲channel，网上有许多介绍。 简单来讲，有缓冲的channel提供了一个有限长度的有序通知队列，生产者在队列充满前都是无阻塞的向里面填入内容， 且当队列非空时消费者可以无阻塞的从channel中接收通知，队列空时消费者阻塞。 而无缓冲的channel提供的是阻塞的通知机制，生产者在向其中填入内容时可能会阻塞， 阻塞的条件是消费者此时是否已经阻塞在channel上等待接收，如果没有则生产者阻塞。

但是，关于无缓冲channel的通知顺序，网上没有太多介绍。 本文通过简单的实验确认了，无缓冲channel的通知顺序同样是按照生产者发出通知的顺序来的。 不过如果生产者本身发起通知的顺序不定，则channel的输出顺序也会不定。

1 生产者按序写入channel

实验代码如下。这段代码对一个无缓冲channel中按照每100ms的间隔向里面写入，标号顺序为0~9。 在等待足够长的时间之后（2s），再反复从channel取出标号。

package main

import (
	"fmt"
	"time"
)

func main() {
	ch := make(chan int)

	for i := 0; i < 10; i++ {
		go func(idx int) {
			ch <- idx
		}(i)
		time.Sleep(time.Millisecond * 100)
	}

	time.Sleep(time.Second * 2)

	for i := 0; i < 10; i++ {
		fmt.Printf("%v\n", <-ch)
	}
}

反复运行，可以看到总是有如下输出：

$ go run main.go
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9

说明无缓冲channel的通知顺序同样是按照生产者发出通知的顺序来的。

2 生产者无序写入channel

使用强制睡眠并不能反映真实代码中常见的多goroutine竞争channel的场景。 于是，去掉上述代码的部门睡眠，得到如下代码：

package main

import (
	"fmt"
	"time"
)

func main() {
	ch := make(chan int)

	for i := 0; i < 10; i++ {
		go func(idx int) {
			ch <- idx
		}(i)
	}

	time.Sleep(time.Second * 2)

	for i := 0; i < 10; i++ {
		fmt.Printf("%v\n", <-ch)
	}
}

运行可以发现，输出的顺序并没有按照0~9的顺序来。 由于goroutine的启动与调度顺序并不完全按照代码调用顺序来，所以channel的输出也不会按照0~9的顺序出现。 实际打印出的顺序就是生产者goroutine中写入channel的顺序。 多次运行，其中两次的结果如下：

$ go run main.go
3
0
1
2
6
4
5
7
8
9

$ go run main.go
9
0
1
2
3
4
5
6
7
8

本文通过代码实验了channel的输出顺序，确定了channel具有保序的特性。