GO并发编程基础-channel

Posted 天门道人

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篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了GO并发编程基础-channel相关的知识,希望对你有一定的参考价值。

协程(Goroutine)

Go 语言中没有线程的概念,只有协程,也称为 goroutine。相比线程来说,协程更加轻量,一个程序可以随意启动成千上万个 goroutine。

goroutine 被 Go runtime 所调度,这一点和线程不一样。也就是说,Go 语言的并发是由 Go 自己所调度的,自己决定同时执行多少个 goroutine,什么时候执行哪几个。这些对于我们开发者来说完全透明,只需要在编码的时候告诉 Go 语言要启动几个 goroutine,至于如何调度执行,我们不用关心。

要启动一个 goroutine 非常简单,Go 语言为我们提供了 go 关键字,相比其他编程语言简化了很多,如下面的代码所示:

func main() {
   go func() {
       fmt.Print("我是新创建的协程")
   }()
}

go 关键字后跟一个方法或者函数的调用,就可以启动一个 goroutine

协程之间通信(channel)

Go 语言提供的 channel(通道)来解决这个问题

声明一个 channel

ch:=make(chan string)

其中 chan 是一个关键字,表示是 channel 类型。
后面的 string 表示 channel 里的数据是 string 类型。

通过 channel 的声明也可以看到,chan 是一个集合类型。

定义好 chan 后就可以使用了,一个 chan 的操作只有两种:发送和接收

  1. 接收:获取 chan 中的值,操作符为 <- chan。
  2. 发送:向 chan 发送值,把值放在 chan 中,操作符为 chan <-。

注意:这里注意发送和接收的操作符,都是 <- ,只不过位置不同。接收的 <- 操作符在 chan 的左侧,发送的 <- 操作符在 chan 的右侧。

使用实例1:无缓冲channel(同步channel)

如果发送方一直没有发送数据,则接收方会一直阻塞,使用 make 创建的 chan 就是一个无缓冲 channel,它的容量是 0,不能存储任何数据。所以无缓冲 channel 只起到传输数据的作用,数据并不会在 channel 中做任何停留。这也意味着,无缓冲 channel 的发送和接收操作是同时进行的,它也可以称为同步 channel

func TestChannelWithNoBuffer(t *testing.T) {
   ch := make(chan int)
   go func() {
      ch <- 1
   }()
   t.Log("我是main gorountie")
   go func() {
      v := <-ch
      t.Log("获得数据", v)
   }()
}

使用实例2:有缓冲channel

有缓冲 channel 类似一个可阻塞的队列,内部的元素先进先出。通过 make 函数的第二个参数可以指定 channel 容量的大小,进而创建一个有缓冲 channel,如下面的代码所示:

cacheCh:=make(chan int,5)

创建了一个容量为 5 的 channel,内部的元素类型是 int,也就是说这个 channel 内部最多可以存放 5 个类型为 int 的元素

一个有缓冲 channel 具备以下特点:

  1. 有缓冲 channel 的内部有一个缓冲队列;
  2. 发送操作是向队列的尾部插入元素,如果队列已满,则阻塞等待,直到另一个 goroutine 执行,接收操作释放队列的空间;
  3. 接收操作是从队列的头部获取元素并把它从队列中删除,如果队列为空,则阻塞等待,直到另一个 goroutine 执行,发送操作插入新的元素。
func TestChannelWithBuffer(t *testing.T) {
   ch := make(chan string, 10)
   go func() {
      fmt.Println("balabala")
      ch <- "goroutine 完成"
   }()
   fmt.Println("我是main goroutine")
   ch <- "main goroutine 输入的值"
   v := <-ch
   fmt.Println("等待,接收到channel中的值:", v)
}

关闭 channel

channel 还可以使用内置函数 close 关闭

close(cacheCh)

如果一个 channel 被关闭了,就不能向里面发送数据了,如果发送的话,会引起 painc 异常。但是还可以接收 channel 里的数据,如果 channel 里没有数据的话,接收的数据是元素类型的零值。

多路复用:select+channel

func TestSelectChannel(t *testing.T) {
   fir := make(chan int)
   sec := make(chan int)
   tir := make(chan int)
   go func() {
      fir <- 1
   }()
   go func() {
      sec <- 2
   }()
   go func() {
      tir <- 3
   }()
   select {
     case filePath := <-fir:
        t.Log(filePath)
     case filePath := <-sec:
        t.Log(filePath)
     case filePath := <-tir:
        t.Log(filePath)
   }
}

整体结构和 switch 非常像,都有 case 和 default,只不过 select 的 case 是一个个可以操作的 channel。多路复用可以简单地理解为,N 个 channel 中,任意一个 channel 有数据产生,select 都可以监听到,然后执行相应的分支,接收数据并处理
在 Go 语言中,提倡通过通信来共享内存,而不是通过共享内存来通信,其实就是提倡通过 channel 发送接收消息的方式进行数据传递,而不是通过修改同一个变量。所以在数据流动、传递的场景中要优先使用 channel,它是并发安全的,性能也不错。

以上是关于GO并发编程基础-channel的主要内容,如果未能解决你的问题,请参考以下文章

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并发编程如果用 Channel 解决并发问题?

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