[Golang]Go的channel

概论

在Go语言官网中，是这么定义Channel这个类型的。

A channel provides a mechanism for [concurrently executing functions] (golang.google.cn/ref/spec#Go…) to communicate by sending and receiving values of a specified element type. The value of an uninitialized channel is nil. 通道为并发执行函数提供了一种机制，通过发送和接收指定元素类型的值来进行通信。 未初始化通道的值为 nil。

“不要通过共享内存的方式进行通信，而是应该通过通信的方式共享内存。” 这句话体现了Go语言对于并发设计的理念，channel 也是实现CSP理论的重要一员。

基本操作

言归正传，下面我们具体聊聊Channel。

对于我来说，通道分两种：

• 无缓冲：无缓冲的在并发编程中，体现在同步。
• 有缓存：有缓冲则体现在异步。

有无缓冲的通道的创建相差不多，只是参数的差异

Talk is cheap， show me the code —— Linux创始人Linus

下面我们通过一段简单的代码，来描述通道的创建和操作。

     //同步通道
     ch1 := make(chan int)
     //异步通道， 缓冲区大小为1
     ch2 := make(chan int, 1)
 ​
     //写数据
     ch2 <- 1
     //取数据
     <- ch2
     //关闭一个channel
     close(ch2)
复制代码

把上面我们创建通道，其中包括int指定通道中可以放如的类型。

要理解通道，我们可以先把他当作一个FIFO的队列。

我们可以把ch2类比成一个可以放一个元素的队列。

那么ch1呢？ 是能放0个元素的通道？ 是的，没错！那么怎么通过ch1进行协程间通讯呢？

还记得我们在最上面说过，Channel分两种， 有一种是同步的吗？也就是说，两个协程，要通过 ch1 做通讯，他们必须"握手"。一个协程往ch1中放数据的时候，必须阻塞等待有另外一个携程过来取，发生握手交换数据。

协程对channel的读写流程：

• 发送方向缓冲区写入数据，会唤醒等待接受的接收方，多个接收方会尝试从缓冲区中读取数据，如果没有读取到会重新陷入休眠；
• 接收方从缓冲区中读取数据，会唤醒等待写入发送方，发送方会尝试向缓冲区写入数据，如果缓冲区已满会重新陷入休眠；

遇到过的坑

1. 已经关闭的chan不能写，可以读
2. 对于channel的遍历最好使用range

源码

对Channel的操作比较简单，下面我们通过Go的源码，看看的内部是如何实现的。chan的结构体定义在${GOROOT}/src/runtime/chan.go中。

 ​
 type hchan struct {
     qcount   uint           // total data in the queue
     dataqsiz uint           // size of the circular queue
 ​
     buf      unsafe.Pointer // points to an array of dataqsiz elements
     elemsize uint16
     closed   uint32
     elemtype *_type // element type
     sendx    uint   // send index
     recvx    uint   // receive index
     recvq    waitq  // list of recv waiters
     sendq    waitq  // list of send waiters
 ​
     // lock protects all fields in hchan, as well as several
     // fields in sudogs blocked on this channel.
     //
     // Do not change another G's status while holding this lock
     // (in particular, do not ready a G), as this can deadlock
     // with stack shrinking.
     lock mutex
 }
 ​
复制代码

• qcount — Channel 中的元素个数；
• dataqsiz — Channel 中的循环队列的长度；
• buf — Channel 的缓冲区数据指针；
• sendx — Channel 的发送操作处理到的位置；
• recvx — Channel 的接收操作处理到的位置；

通过上面的结构体，我么可以抽象出下面一幅图：

小结

channel 是并发控制中的新成员，虽然他内部也有锁，但是对于我们来说他是无感的，在官方网络库中，Go使用很多通道来做并发控制。

作者：OpenStack 链接：https://juejin.cn/post/7010772020459733005 来源：稀土掘金 著作权归作者所有。商业转载请联系作者获得授权，非商业转载请注明出处。