066-单向 channel

Posted 2022-12-15 --Allen--

在 Golang 中，channel 也是一种引用数据类型。还记得我们学过哪些引用类型吗？

所以 channel 作为参数，函数内对 channel 的修改，会直接影响到函数外面的变量。现在我们把上一节的 pipeline 进行改写，封装成函数的形式。

1. 封装 counter 和 squarer

package main

import "fmt"

// out 参数是传出参数
func counter(out chan int) 
    for x := 0; x < 100; x++ 
        out <- x
    
    close(out)


// out 参数是传出参数，in 是传入参数
func squarer(out, in chan int) 
    for x := range in 
        out <- x * x
    
    close(out)


func main() 
    naturals := make(chan int)
    squares := make(chan int)

    // 启动两个协程
    go counter(naturals)
    go squarer(squares, naturals)

    for x := range squares 
        fmt.Println(x)
    

naturals 和 squares 把三个协程串联起来，使得代码更加容易理解。上面的代码没有任何问题，但是……接下来才是本文的重点。

2. 单向 channel

正如上一节所描述的，有些 channel 是用于传入数据，而有些是用于传出的。单纯的依靠参数名 out 和 in 来做区分并不十分严格。为什么这么说呢？比如函数：

func counter(out chan int)

尽管 counter 函数的参数告诉我们 out 是传出参数，但是作为实现者，谁参保证他一定就不会从 out 读取数据呢？such as:

func counter(out chan int) 
    var y int
    for x := 0; x < 100; x++ 
        out <- x
        y = <- out // 你几乎无法阻止有些程序员做这样的事情，尤其是函数逻辑复杂的情况下。
        out <- x
    
    close(out)

万一真的出现这种情况，导致程序出现 bug，那就非常难查……因此，我们希望 Golang 编译器帮我做这样的限制—— 有些类型的 channel 只能读，而有些只能写。

这样一来，大多数这种『意外』的错误就能被编译器检查出来，减少犯错的机会。那如何声明这种单向 channel，非常简单：

// 下面的写法没什么意义，但是为了说明问题，只是作为一个示例
out := make(<-chan int) // 创建一个只能读的 channel
in := make(chan<- int) // 创建一个只能写的 channel

通常创建一个单向的 channel 并没什么意义，但是在 Golang ，允许将双向通道赋值给单向通道：

var reader <-chan int         // 声明只读单向通道
naturals := make(chan int) // 创建双向通道
reader = naturals             // 将双向通道赋值给单向通道
naturals <- 100            // OK!
reader <- 100                 // NOT OK!
x := <- reader                // OK!

有同学可能记不住单向通道的箭头怎么写，到底是

• ->chan int
• chan-> int
• <-chan int
• chan<- int

是不是彻底凌乱了？其实很容易记忆，所有向右的箭头都是错误的。那么就剩下 <-chan int 和 chan<- int 的区别了。这更简单，chan 是通道，那 <-chan int 就表示数据从通道流出，而 chan<- int 则表示数据流入通道。

还有一点提示的是，在 Golang 中，<- 和 chan 关键字总是连起来写，中间不要有空格。

好了，我们继续把第 1 节的程序改写一下：

package main

import "fmt"

// 对于 counter 来说，只能往 out 里写数据
func counter(out chan<- int) 
    for x := 0; x < 100; x++ 
        out <- x
    
    close(out)


// 对于 squarer 来说，只能往 out 里写数据，只能从 in 读数据
func squarer(out chan<- int, in <-chan int) 
    for x := range in 
        out <- x * x
    
    close(out)


func main() 
    naturals := make(chan int)
    squares := make(chan int)

    go counter(naturals)
    go squarer(squares, naturals)

    for x := range squares 
        fmt.Println(x)
    

3. 总结

• 掌握单向通道声明
• 知道单向通道存在的意义