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    Go(golang)は、Googleで開発されたオープンソースのプログラミング言語です。

チャネルで理解出来ない挙動があるので解説お願いしたいです。

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puroko3

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package main

import (
  "fmt"
  "math/rand"
  "time"
)

const goroutines = 10
const maxProcesses = 3

func main() {
  //3つまでint型を受け取れるチャネル
  semaphore := make(chan int, maxProcesses)
  //10つまでint型を受け取れるチャネル
  notify := make(chan int, goroutines)

  for i := 0; i < goroutines; i++ {
    fmt.Println(i, "i")
    go func(no int, semaphore chan int, notify chan<- int) {
      //semaphoreに0を送信
      semaphore <- 0
      //ランダムな秒数で処理を一時停止させる
      time.Sleep(time.Duration(rand.Int63n(3)) * time.Second)
      //semaphoreに送信された値を取り出してバッファを解放する。解放しなかれば3回ループした時点で止まる。
      fmt.Println(<-semaphore, "semaphore受信")
      //notifyに引数のnoを送信する
      notify <- no
    }(i, semaphore, notify)
  }
  for i := 0; i < goroutines; i++ {
    //notifyに送信された値を全て取り出す。同期の意味合いも持つ
    fmt.Println(<-notify, "notify受信")
  }
  fmt.Println("全て完了")
}

基礎からわかるGo言語という書籍のサンプルコードを少し変形させて、自分なりの理解をコメントにしました。
もし理解に誤りがあるようなら指摘してくださると嬉しいです。

本題に入りまして、今つまづいているのはsemaphoreの部分です。
このコードを実行させると大体の場合、forのiの0から3以上が表示されて、
その後、semaphoreの受信が表示されるのですが、その前にsemaphore <- 0の部分が3つまでしか受け取れないのでエラーが起きてしまうように感じます。

<- semaphoreでバッファの解放?を行っているみたいですが、先にiが3以上まで表示されるという事は、解放する前に受け取っているという事なので、エラーが起きないのが何故なのか理解出来てない状況です...

わかるかたいらしたらお願いします

fmt.Println(<-semaphore, "semaphore受信")
の部分をコメントアウトした時のエラーメッセージ
fatal error: all goroutines are asleep - deadlock!

goroutine 1 [chan receive]:
main.main()
C:/Go/src/mytest/test1.go:33 +0x18b
goroutine 5 [chan send]:
main.main.func1(0x0, 0xc04206a080, 0xc042076000)
C:/Go/src/mytest/test1.go:22 +0x3e
created by main.main
C:/Go/src/mytest/test1.go:20 +0x14b

goroutine 6 [chan send]:
main.main.func1(0x1, 0xc04206a080, 0xc042076000)
C:/Go/src/mytest/test1.go:22 +0x3e
created by main.main
C:/Go/src/mytest/test1.go:20 +0x14b

goroutine 7 [chan send]:
main.main.func1(0x2, 0xc04206a080, 0xc042076000)
C:/Go/src/mytest/test1.go:22 +0x3e
created by main.main
C:/Go/src/mytest/test1.go:20 +0x14b

goroutine 10 [chan send]:
main.main.func1(0x5, 0xc04206a080, 0xc042076000)
C:/Go/src/mytest/test1.go:22 +0x3e
created by main.main
C:/Go/src/mytest/test1.go:20 +0x14b

goroutine 11 [chan send]:
main.main.func1(0x6, 0xc04206a080, 0xc042076000)
C:/Go/src/mytest/test1.go:22 +0x3e
created by main.main
C:/Go/src/mytest/test1.go:20 +0x14b

goroutine 12 [chan send]:
main.main.func1(0x7, 0xc04206a080, 0xc042076000)
C:/Go/src/mytest/test1.go:22 +0x3e
created by main.main
C:/Go/src/mytest/test1.go:20 +0x14b

goroutine 13 [chan send]:
main.main.func1(0x8, 0xc04206a080, 0xc042076000)
C:/Go/src/mytest/test1.go:22 +0x3e
created by main.main
C:/Go/src/mytest/test1.go:20 +0x14b
exit status 2

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「semaphore <- 0の部分が3つまでしか受け取れないのでエラーが起きてしまうように感じます。」は誤解です。
semaphoreに0を送信において、semaphoreがcloseでなければエラーが発生することはありません。
空きがあれば送信できるし、空きがなければ空きができるまでブロック(処理待ち)します。

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  • 2018/07/17 13:33 編集

    回答ありがとうございます!
    すいませんまだ納得出来ていない部分があるので追加質問させていただきたいです。

    (コメント欄なのでインデントが崩れています。)
    package main

    func main() {
    ch := make(chan int, 2)
    ch <- 1
    ch <- 2
    ch <- 3
    }

    空きがなければ処理待ちされるとありますが、此方のコードでは3を送信した所でエラーが起きます。
    質問に張り付けたコードとこのコードの差は何でしょうか?

    キャンセル

  • 2018/07/17 16:16

    このコメントにおける問題点は、
    「goroutineが立ち上がっていないのにチャネルに送信しようとしていること」です。
    実行すると、
    `ch <- 1`
    の時点でエラーになります。
    goroutineが立ち上がっていたない状態でチャネルを利用することはできません。

    キャンセル

  • 2018/07/17 17:18

    コメントありがとうございます!
    コメントのコードは
    https://go-tour-jp.appspot.com/concurrency/3
    とほぼ同じコードですが、
    私の環境だと ch <- 3をなくせば動きます

    コメントのコードのエラーは以下の通りです。
    fatal error: all goroutines are asleep - deadlock!
    goroutine 1 [chan send]:
    main.main()
    C:/Go/src/mytest/test1.go:7 +0x94
    exit status 2

    キャンセル

  • 2018/07/17 17:38

    失礼しました。
    deadlockなので、容量内であれば、goroutineが立ち上がっていなくても入ります。
    容量を超えてチャネルに送信しようとしたときに(今回の場合は3個目)、Goroutineが立ち上がっていない場合にエラーになります。

    キャンセル

  • 2018/07/17 18:41

    なるほど、大分理解出来てきました。
    下のようなコードなgoroutineの中だと、確かにエラーが起きることはありませんでした。

    package main

    import "fmt"

    func test1(ch chan int) {
    ch <- 1
    ch <- 2
    ch <- 3
    }

    func main() {
    ch := make(chan int, 2)
    //test1() だとエラー
    go test1(ch)
    fmt.Println(<-ch, <-ch, <-ch)
    }

    ただそうなると今度は、質問のコードの
    fmt.Println(<-semaphore, "semaphore受信")の部分をコメントアウトすると、notify受信のループ部分が4回目で停止してdeadlockエラーが出るのが何故なのかがわからなくなりました。

    キャンセル

  • 2018/07/17 20:06

    deadlockチェックはよくできていて、goroutineはchanへの送信待ちリスト、chanからの受信待ちリストかそれ以外かに分類されています。deadlock検出時のpanic表示がその理解の手助けになります。
    7つのsemaphore送信まちのgoroutineと1つのnotify受信まちのgoroutineに分類され、それ以外に属しているgoroutineがいなくなったため、以降どんなに待っても待ちが解消されることがないということが確定したからdeadlock検出panicになったのです。

    キャンセル

  • 2018/07/17 20:17

    panicやエラー時のメッセージは回答するのに大変重要なヒントが乗っているので、何か表示されるのならそれを質問に貼るのをお勧めします。

    キャンセル

  • 2018/07/17 20:28 編集

    ありがとうございます!
    ようやく理解出来ました。
    send receiveは互いに相殺するような関係にあり、相殺が不可能になった時点で止まるという事ですね。

    エラーの件次から気を付けます。
    また機会があればお願いします。

    キャンセル

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