parallel-processing - Go中并行快速排序的死锁

Question

作为练习，我尝试在 Go 中实现快速排序的并行版本。这是我到目前为止所拥有的:

func quicksort(nums []int, ch chan int, level int, threads int)  {
  level *= 2;
  if len(nums) == 1 {  ch<- nums[0]; close(ch); return }

  less := make([]int, 0)
  greater := make([]int,0)
  pivot := nums[0]
  nums = nums[1:]

  for _,i := range nums{
    switch{
    case i <= pivot:
      less = append(less,i)
    case i > pivot:
      greater = append(greater,i)
    }
  }

  ch1 := make(chan int, len(less))
  ch2 := make(chan int, len(greater))
  if(level <= threads){
    go quicksort(less, ch1, level, threads)
    go quicksort(greater,ch2, level, threads)
  }else{
    quicksort(less,ch1, level, threads)
    quicksort(greater,ch2, level, threads)
  }

  for i := range ch1{
    ch<-i;
  }
  ch<-pivot
  for i := range ch2{
    ch<-i;
  }
  close(ch)
  return
}

但是，当我运行它时，我收到一条错误消息，声称程序已死锁!我很困惑到底是什么原因造成的......

提前致谢，

莱纳斯

Answer 1

该代码有一个问题，并且至少有一个潜在的错误用例:

1. 缺少基本案例。考虑一下如果要求 quicksort 对空 slice 进行排序会发生什么。
2. 当第一次调用 quicksort 时，比如在 main() 中，如果您没有在单独的 goroutine(主线程)中生成排序器，运行顶级排序，可以阻止尝试写回 channel (取决于顶级 channel 本身是否被缓冲)。

例如:

func main() {
    x := []int{3, 1, 4, 1, 5, 9, 2, 6}
    ch := make(chan int)
    quicksort(x, ch, 0, 0)    // buggy!
    for v := range(ch) {
        fmt.Println(v)
    }
}

这是有问题的，因为它要求主线程进行排序，但它不可避免地会在 quicksort 的这一部分阻塞:它无法与自身通信!

for i := range ch1{
    ch<-i;
}

正是在写入顶级 channel 时，主线程才会死锁。

将此与我们在顶层创建 goroutine 时发生的情况进行对比:

func main() {
    x := []int{3, 1, 4, 1, 5, 9, 2, 6}
    ch := make(chan int)
    go quicksort(x, ch, 0, 0)
    for v := range(ch) {
        fmt.Println(v)
    }
}

现在我们避免了这个特定的死锁问题。