一.簡介

? ? ? ?如果說goroutine是Go語言程序的并發體的話，那么channels則是它們之間的通信機制。一個channel是一個通信系統，它可以讓一個goroutine通過它給另一個goroutine發送值信息。每個channel都有一個特定的類型，也就是channels可發送數據的類型。

二.使用

2.1 創建channel

ch := make(chan int)

2.2?channel讀寫

ch := make(chan int)// write to channel ch <- x// read from channel x <- ch// another way to read x = <- ch

channel 一定要初始化后才能進行讀寫操作，否則會永久阻塞。

2.3 關閉 channel

ch := make(chan int)close(ch)

有關 channel 的關閉，你需要注意以下事項:

• 關閉一個未初始化(nil) 的 channel 會產生 panic
• 重復關閉同一個 channel 會產生 panic
• 向一個已關閉的 channel 中發送消息會產生 panic
• 從已關閉的 channel 讀取消息不會產生 panic，且能讀出 channel 中還未被讀取的消息，若消息均已讀出，則會讀到類型的零值。從一個已關閉的 channel 中讀取消息永遠不會阻塞，并且會返回一個為 false 的 ok-idiom，可以用它來判斷 channel 是否關閉
• 關閉 channel 會產生一個廣播機制，所有向 channel 讀取消息的 goroutine 都會收到消息

三.channel的兩種類型

3.1 有緩沖channel

ch := make(chan int, 10)

? ? ? ?有緩存的 channel 類似一個阻塞隊列(采用環形數組實現)。當緩存未滿時，向 channel 中發送消息時不會阻塞，當緩存滿時，發送操作將被阻塞，直到有其他 goroutine 從中讀取消息；相應的，當 channel 中消息不為空時，讀取消息不會出現阻塞，當 channel 為空時，讀取操作會造成阻塞，直到有 goroutine 向 channel 中寫入消息。

3.2 無緩沖channel

ch := make(chan int)

? ? ? ?從無緩存的 channel 中讀取消息會阻塞，直到有 goroutine 向該 channel 中發送消息；同理，向無緩存的 channel 中發送消息也會阻塞，直到有 goroutine 從 channel 中讀取消息。

3.3??select 使用

select 用法類似 IO 多路復用，可以同時監聽多個 channel 的消息狀態，看下面的例子

select {case <- ch1:...case <- ch2:...case ch3 <- 10;...default:... }

???????

msgCh := make(chan struct{}) quitCh := make(chan struct{}) for {select {case <- msgCh:doWork()case <- quitCh:finish()return }

• select 可以同時監聽多個 channel 的寫入或讀取
• 執行 select 時，若只有一個 case 通過(不阻塞)，則執行這個 case 塊
• 若有多個 case 通過，則隨機挑選一個 case 執行
• 若所有 case 均阻塞，且定義了 default 模塊，則執行 default 模塊。若未定義 default 模塊，則 select 語句阻塞，直到有 case 被喚醒。
• 使用 break 會跳出 select 塊。

三.底層實現

2.1 hchan結構

type hchan struct {qcount uint // 隊列中當前數據的個數dataqsiz uint // size of the circular queuebuf unsafe.Pointer // 數據緩沖區，存放數據的環形數組elemsize uint16 // channel中數據類型的大小(單個元素的大小)closed uint32 // 表示channel是否關閉標識位elemtype *_type // 隊列中的元素類型sendx uint // 當前發送元素的索引recvx uint // 當前接收元素的索引recvq waitq // 接受等待隊列，由recv行為(也就是<-ch)阻塞在channel上的goroutine隊列sendq waitq // 發送等待隊列, 由send行為(也就是ch<-)阻塞在channel上的goroutine隊列//lock保護chann中的所有字段，以及在此通道上阻塞的sudoG中的幾個字段。//保持此鎖時不要更改另一個G狀態(特別是沒準備好G)，因為這可能會因堆棧收縮而死鎖lock mutex }//發送及接收隊列的·1結構體 type waitq struct {first *sudoglast *sudog }

• qcount uint // 當前隊列中剩余元素個數。
• dataqsiz uint // 環形隊列長度，即緩沖區的大小，即make（chan T，N），N。
• buf unsafe.Pointer // 環形隊列指針。
• elemsize uint16 // 每個元素的大小。
• closed uint32 // 表示當前通道是否處于關閉狀態。創建通道后，該字段設置為0，即通道打開; 通過調用close將其設置為1，通道關閉。
• elemtype *_type // 元素類型，用于數據傳遞過程中的賦值。
• sendx uint 和?recvx uint是環形緩沖區的狀態字段，它指示緩沖區的當前索引 - 支持數組，它可以從中發送數據和接收數據。
• recvq waitq // 等待讀消息的goroutine隊列。
• sendq waitq // 等待寫消息的goroutine隊列。
• lock mutex // 互斥鎖，為每個讀寫操作鎖定通道，因為發送和接收必須是互斥操作。

2.2 創建過程

2.2.1 寫入操作

1.創建帶buffer的channel

2.向channel中寫入數據

3.3 寫入過程如下：

• 鎖定整個管道結構。
• 確定寫入，嘗試從等會帶隊列等待goroutine，然后將元素直接寫入goroutine。
• 如果recvq為空，則確定緩沖區是否可用。如果可用，從當前goroutine復制數據到緩沖區。
• 如果緩沖區已滿，則要寫入的元素將保存在當前正在執行的goroutine結構中，并且當前goroutine將在sendq中排隊并從運行中掛起。
• 寫入完成釋放鎖。

2.2.2 讀取過程

• 先讀取channel全局鎖。
• 嘗試sendq從等待隊列中獲取等待的goroutine。
• 如果有等待的goroutine，且有緩沖區（緩沖區已滿），從緩沖區隊首取出數據，再從sendq取出一個goroutine。將goroutine中數據存入buf對位，結束讀取釋放鎖。
• 如沒有后等待的goroutine，且緩沖區有數據，直接讀取緩沖區數據，解釋讀取釋放鎖。
• 如果沒有等待的goroutine，且沒有緩沖或緩沖區域為空，將當前的goroutine加入denq排隊，進入睡眠，等待被寫goroutine喚醒。結束釋放鎖。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的Golang-channel实现的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

如果覺得生活随笔網站內容還不錯，歡迎將生活随笔推薦給好友。