Go 语言 signal.Notify 为什么要使用 buffered channel

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signal.Notify  是 golang 中对信号处理的一个方法，用来监听收到的信号，取消监听时使用 stop 方法。本文介绍为什么要使用 buffered channel 来做监听，之后会演示如何使用 signal.Notify。当我们想优雅的退出守护进程时，一般都会使用到这功能，例如正常关闭服务，通过 signal 可以侦测消息来源，并执行后续相关工作 （关闭数据库连接、检查任务是否结束等）。

首先以下面的程序举例：

package main

import (
	"fmt"
	"os"
	"os/signal"
)

func main() {
	// Set up channel on which to send signal notifications.
	// We must use a buffered channel or risk missing the signal
	// if we're not ready to receive when the signal is sent.
	c := make(chan os.Signal, 1)
	signal.Notify(c, os.Interrupt)

	// Block until a signal is received.
	s := <-c
	fmt.Println("Got signal:", s)
}

程序中使用 os/signal 包的 signal.Notify 方法用于侦听系统消息，并设置了一个 buffered channel 用于接收系统中断。当有系统中断产生时，程序会打印接收到系统中断并退出。

程序执行过程如下：

如果将之前的 buffered channel 修改为 unbuffered，如下所示：

package main

import (
	"fmt"
	"os"
	"os/signal"
)

func main() {
	// Set up channel on which to send signal notifications.
	// We must use a buffered channel or risk missing the signal
	// if we're not ready to receive when the signal is sent.
	c := make(chan os.Signal)
	signal.Notify(c, os.Interrupt)

	// Block until a signal is received.
	s := <-c
	fmt.Println("Got signal:", s)
}

然后再按 Ctrl+c 中断程序，同样会得到与使用 buffered channel 同样的结果。这似乎没有什么问题，使用 buffered 和 unbuffered 好像也没有区别。但是如果对程序做一些修改，让 main() 程序在接收中断前做一些其他比较耗时的任务，例如 time.sleep，就会引发问题：

package main

import (
	"fmt"
	"os"
	"os/signal"
)

func main() {
	// Set up channel on which to send signal notifications.
	// We must use a buffered channel or risk missing the signal
	// if we're not ready to receive when the signal is sent.
	c := make(chan os.Signal)
	signal.Notify(c, os.Interrupt)
        
        time.Sleep(5*time.Second)
	// Block until a signal is received.
	s := <-c
	fmt.Println("Got signal:", s)
}

现在执行程序，会发现在前五秒内，无论我们按多少次 Ctrl+c，程序都不会中止，等到五秒结束后，需要再次按 Ctrl+c 程序才会中止，这与我们预期的在五秒内按过一次 Ctrl+c，之后到五秒时程序就会自动中止的结果差异很大，说明在五秒内的系统中断都没有被监听到。

造成这个问题在原因在于 signal.go 的 process 函数，其中处理消息部分有如下内容：

    for c, h := range handlers.m {
        if h.want(n) {
            // send but do not block for it
            select {
            case c <- sig:
            default:
            }
        }
    }

可以看到，由于 unbuffered channel 长度为0，造成在五秒内收到的任何消息都会进入 default 条件，造成 channel 中没有任何值，从而接收不到中断消息。

为了避免该情况的出现，我们一般会将该通道设置为 buffer 1，这样可以确保至少收到一条系统中断消息。