如果說(shuō) goroutine 是 Go語(yǔ)言程序的并發(fā)體的話(huà)，那么 channels 就是它們之間的通信機(jī)制。一個(gè) channels 是一個(gè)通信機(jī)制，它可以讓一個(gè) goroutine 通過(guò)它給另一個(gè) goroutine 發(fā)送值信息。每個(gè) channel 都有一個(gè)特殊的類(lèi)型，也就是 channels 可發(fā)送數(shù)據(jù)的類(lèi)型。一個(gè)可以發(fā)送 int 類(lèi)型數(shù)據(jù)的 channel 一般寫(xiě)為 chan int。

Go語(yǔ)言提倡使用通信的方法代替共享內(nèi)存，當(dāng)一個(gè)資源需要在 goroutine 之間共享時(shí)，通道在 goroutine 之間架起了一個(gè)管道，并提供了確保同步交換數(shù)據(jù)的機(jī)制。聲明通道時(shí)，需要指定將要被共享的數(shù)據(jù)的類(lèi)型。可以通過(guò)通道共享內(nèi)置類(lèi)型、命名類(lèi)型、結(jié)構(gòu)類(lèi)型和引用類(lèi)型的值或者指針。

這里通信的方法就是使用通道(channel)，如下圖所示。

圖：goroutine 與 channel 的通信

在地鐵站、食堂、洗手間等公共場(chǎng)所人很多的情況下，大家養(yǎng)成了排隊(duì)的習(xí)慣，目的也是避免擁擠、插隊(duì)導(dǎo)致的低效的資源使用和交換過(guò)程。代碼與數(shù)據(jù)也是如此，多個(gè) goroutine 為了爭(zhēng)搶數(shù)據(jù)，勢(shì)必造成執(zhí)行的低效率，使用隊(duì)列的方式是最高效的，channel 就是一種隊(duì)列一樣的結(jié)構(gòu)。

通道的特性

Go語(yǔ)言中的通道(channel)是一種特殊的類(lèi)型。在任何時(shí)候，同時(shí)只能有一個(gè) goroutine 訪問(wèn)通道進(jìn)行發(fā)送和獲取數(shù)據(jù)。goroutine 間通過(guò)通道就可以通信。

通道像一個(gè)傳送帶或者隊(duì)列，總是遵循先入先出(First In First Out)的規(guī)則，保證收發(fā)數(shù)據(jù)的順序。

聲明通道類(lèi)型

通道本身需要一個(gè)類(lèi)型進(jìn)行修飾，就像切片類(lèi)型需要標(biāo)識(shí)元素類(lèi)型。通道的元素類(lèi)型就是在其內(nèi)部傳輸?shù)臄?shù)據(jù)類(lèi)型，聲明如下：

var 通道變量 chan 通道類(lèi)型

通道類(lèi)型：通道內(nèi)的數(shù)據(jù)類(lèi)型。

通道變量：保存通道的變量。

chan 類(lèi)型的空值是 nil，聲明后需要配合 make 后才能使用。

創(chuàng)建通道

通道是引用類(lèi)型，需要使用 make 進(jìn)行創(chuàng)建，格式如下：

通道實(shí)例 := make(chan 數(shù)據(jù)類(lèi)型)

數(shù)據(jù)類(lèi)型：通道內(nèi)傳輸?shù)脑仡?lèi)型。

通道實(shí)例：通過(guò)make創(chuàng)建的通道句柄。

請(qǐng)看下面的例子：

ch1 := make(chan int) // 創(chuàng)建一個(gè)整型類(lèi)型的通道

ch2 := make(chan interface{}) // 創(chuàng)建一個(gè)空接口類(lèi)型的通道, 可以存放任意格式

type Equip struct{ /* 一些字段 */ }

ch2 := make(chan *Equip) // 創(chuàng)建Equip指針類(lèi)型的通道, 可以存放*Equip

使用通道發(fā)送數(shù)據(jù)

通道創(chuàng)建后，就可以使用通道進(jìn)行發(fā)送和接收操作。

1) 通道發(fā)送數(shù)據(jù)的格式

通道的發(fā)送使用特殊的操作符

通道變量

通道變量：通過(guò)make創(chuàng)建好的通道實(shí)例。

值：可以是變量、常量、表達(dá)式或者函數(shù)返回值等。值的類(lèi)型必須與ch通道的元素類(lèi)型一致。

2) 通過(guò)通道發(fā)送數(shù)據(jù)的例子

使用 make 創(chuàng)建一個(gè)通道后，就可以使用

// 創(chuàng)建一個(gè)空接口通道

ch := make(chan interface{})

// 將0放入通道中

ch

// 將hello字符串放入通道中

ch

3) 發(fā)送將持續(xù)阻塞直到數(shù)據(jù)被接收

把數(shù)據(jù)往通道中發(fā)送時(shí)，如果接收方一直都沒(méi)有接收，那么發(fā)送操作將持續(xù)阻塞。Go 程序運(yùn)行時(shí)能智能地發(fā)現(xiàn)一些永遠(yuǎn)無(wú)法發(fā)送成功的語(yǔ)句并做出提示，代碼如下：

package main

func main() {

// 創(chuàng)建一個(gè)整型通道

ch := make(chan int)

// 嘗試將0通過(guò)通道發(fā)送

ch

}

運(yùn)行代碼，報(bào)錯(cuò)：

fatal error: all goroutines are asleep - deadlock!

報(bào)錯(cuò)的意思是：運(yùn)行時(shí)發(fā)現(xiàn)所有的 goroutine(包括main)都處于等待 goroutine。也就是說(shuō)所有 goroutine 中的 channel 并沒(méi)有形成發(fā)送和接收對(duì)應(yīng)的代碼。

使用通道接收數(shù)據(jù)

通道接收同樣使用

① 通道的收發(fā)操作在不同的兩個(gè) goroutine 間進(jìn)行。

由于通道的數(shù)據(jù)在沒(méi)有接收方處理時(shí)，數(shù)據(jù)發(fā)送方會(huì)持續(xù)阻塞，因此通道的接收必定在另外一個(gè) goroutine 中進(jìn)行。

② 接收將持續(xù)阻塞直到發(fā)送方發(fā)送數(shù)據(jù)。

如果接收方接收時(shí)，通道中沒(méi)有發(fā)送方發(fā)送數(shù)據(jù)，接收方也會(huì)發(fā)生阻塞，直到發(fā)送方發(fā)送數(shù)據(jù)為止。

③ 每次接收一個(gè)元素。

通道一次只能接收一個(gè)數(shù)據(jù)元素。

通道的數(shù)據(jù)接收一共有以下 4 種寫(xiě)法。

1) 阻塞接收數(shù)據(jù)

阻塞模式接收數(shù)據(jù)時(shí)，將接收變量作為

data :=

執(zhí)行該語(yǔ)句時(shí)將會(huì)阻塞，直到接收到數(shù)據(jù)并賦值給 data 變量。

2) 非阻塞接收數(shù)據(jù)

使用非阻塞方式從通道接收數(shù)據(jù)時(shí)，語(yǔ)句不會(huì)發(fā)生阻塞，格式如下：

data, ok :=

data：表示接收到的數(shù)據(jù)。未接收到數(shù)據(jù)時(shí)，data 為通道類(lèi)型的零值。

ok：表示是否接收到數(shù)據(jù)。

非阻塞的通道接收方法可能造成高的 CPU 占用，因此使用非常少。如果需要實(shí)現(xiàn)接收超時(shí)檢測(cè)，可以配合 select 和計(jì)時(shí)器 channel 進(jìn)行，可以參見(jiàn)后面的內(nèi)容。

3) 接收任意數(shù)據(jù)，忽略接收的數(shù)據(jù)

阻塞接收數(shù)據(jù)后，忽略從通道返回的數(shù)據(jù)，格式如下：

執(zhí)行該語(yǔ)句時(shí)將會(huì)發(fā)生阻塞，直到接收到數(shù)據(jù)，但接收到的數(shù)據(jù)會(huì)被忽略。這個(gè)方式實(shí)際上只是通過(guò)通道在 goroutine 間阻塞收發(fā)實(shí)現(xiàn)并發(fā)同步。

使用通道做并發(fā)同步的寫(xiě)法，可以參考下面的例子：

package main

import (

"fmt"

)

func main() {

// 構(gòu)建一個(gè)通道

ch := make(chan int)

// 開(kāi)啟一個(gè)并發(fā)匿名函數(shù)

go func() {

fmt.Println("start goroutine")

// 通過(guò)通道通知main的goroutine

ch

fmt.Println("exit goroutine")

}()

fmt.Println("wait goroutine")

// 等待匿名goroutine

fmt.Println("all done")

}

執(zhí)行代碼，輸出如下：

wait goroutine

start goroutine

exit goroutine

all done

代碼說(shuō)明如下：

第 10 行，構(gòu)建一個(gè)同步用的通道。

第 13 行，開(kāi)啟一個(gè)匿名函數(shù)的并發(fā)。

第 18 行，匿名 goroutine 即將結(jié)束時(shí)，通過(guò)通道通知 main 的 goroutine，這一句會(huì)一直阻塞直到 main 的 goroutine 接收為止。

第 27 行，開(kāi)啟 goroutine 后，馬上通過(guò)通道等待匿名 goroutine 結(jié)束。

4) 循環(huán)接收

通道的數(shù)據(jù)接收可以借用 for range 語(yǔ)句進(jìn)行多個(gè)元素的接收操作，格式如下：

for data := range ch {

}

通道 ch 是可以進(jìn)行遍歷的，遍歷的結(jié)果就是接收到的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)類(lèi)型就是通道的數(shù)據(jù)類(lèi)型。通過(guò) for 遍歷獲得的變量只有一個(gè)，即上面例子中的 data。

遍歷通道數(shù)據(jù)的例子請(qǐng)參考下面的代碼。

使用 for 從通道中接收數(shù)據(jù)：

package main

import (

"fmt"

"time"

)

func main() {

// 構(gòu)建一個(gè)通道

ch := make(chan int)

// 開(kāi)啟一個(gè)并發(fā)匿名函數(shù)

go func() {

// 從3循環(huán)到0

for i := 3; i >= 0; i-- {

// 發(fā)送3到0之間的數(shù)值

ch

// 每次發(fā)送完時(shí)等待

time.Sleep(time.Second)

}

}()

// 遍歷接收通道數(shù)據(jù)

for data := range ch {

// 打印通道數(shù)據(jù)

fmt.Println(data)

// 當(dāng)遇到數(shù)據(jù)0時(shí), 退出接收循環(huán)

if data == 0 {

break

}

}

}

執(zhí)行代碼，輸出如下：

3

2

1

0

代碼說(shuō)明如下：

第 12 行，通過(guò) make 生成一個(gè)整型元素的通道。

第 15 行，將匿名函數(shù)并發(fā)執(zhí)行。

第 18 行，用循環(huán)生成 3 到 0 之間的數(shù)值。

第 21 行，將 3 到 0 之間的數(shù)值依次發(fā)送到通道 ch 中。

第 24 行，每次發(fā)送后暫停 1 秒。

第 30 行，使用 for 從通道中接收數(shù)據(jù)。

第 33 行，將接收到的數(shù)據(jù)打印出來(lái)。

第 36 行，當(dāng)接收到數(shù)值 0 時(shí)，停止接收。如果繼續(xù)發(fā)送，由于接收 goroutine 已經(jīng)退出，沒(méi)有 goroutine 發(fā)送到通道，因此運(yùn)行時(shí)將會(huì)觸發(fā)宕機(jī)報(bào)錯(cuò)。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的管道通信C语言,Go语言通道（chan）——goroutine之间通信的管道的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

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