Go入门: 浅谈channel

Posted 2023-04-08

参考技术A

channel 管道在golang中是一个非常重要的概念，我之前模糊不清,对于 "输入管道" "输出管道" 所用到的 <- -> 经常分不清楚。

channel 是 goroutine 之间通信的一种方式，可以类比成 Unix 中的进程的通信方式管道。

channel 提供了一种通信机制，通过它，一个 goroutine 可以想另一 goroutine 发送消息。channel 本身还需关联了一个类型，也就是 channel 可以发送数据的类型。例如: 发送 int 类型消息的 channel 写作 chan int 。

channel在glang中实现了下面的一些功能：

1 数据交流：当作并发的 buffer 或者 queue，解决生产者 - 消费者问题。多个 goroutine 可以并发当作生产者（Producer）和消费者（Consumer）。

2 数据传递：一个 goroutine 将数据交给另一个 goroutine，相当于把数据的拥有权 (引用) 托付出去。

3 信号通知：一个 goroutine 可以将信号 (closing、closed、data ready 等) 传递给另一个或者另一组 goroutine 。

4 任务编排：可以让一组 goroutine 按照一定的顺序并发或者串行的执行，这就是编排的功能。

5 锁：利用 Channel 也可以实现互斥锁的机制。

channel 分: "只能接收" ， “只能发送”， “可以接收也可以发送” 三种类型

//声明一个channel，这个channel只能保存int类型的数据。也就是说一端只能channel中写入int型的数据，另一段只能从channel中读取int型数据

关闭channel时，需注意：

从无缓存的 channel 中读取消息会 阻塞 ，直到有 goroutine 向该 channel 中发送消息；同理，向无缓存的 channel 中发送消息也会阻塞，直到有 goroutine 从 channel 中读取消息。

有缓存的 channel 的声明方式为指定 make 函数的第二个参数，该参数为 channel 缓存的容量

有缓存的 channel 类似一个阻塞队列(采用环形数组实现)。当缓存未满时，向 channel 中发送消息时不会阻塞，当缓存满时，发送操作将被阻塞，直到有其他 goroutine 从中读取消息；相应的，当 channel 中消息不为空时，读取消息不会出现阻塞，当 channel 为空时，读取操作会造成阻塞，直到有 goroutine 向 channel 中写入消息。

Go基础系列：指定goroutine的执行顺序

Go channel系列：

• channel入门
  
• 为select设置超时时间
  
• nil channel用法示例
  
• 双层channel用法示例
  
• 指定goroutine的执行顺序

当关闭一个channel时，会使得这个channel变得可读。通过这个特性，可以实现一个goroutine执行顺序的技巧。

如果一个goroutine A依赖于另一个goroutine B，在goroutine A中首先通过读goroutine B来阻塞自己，直到goroutine B关闭自身之后，goroutine A才会继续运行。这样，goroutine B就先于goroutine A运行。

下面是一个指定goroutine执行顺序的示例，它保证的顺序是A()-->B()-->C()。

package main

import (
    "fmt"
    "time"
)

// A首先被a阻塞，A()结束后关闭b，使b可读
func A(a, b chan struct{}) {
    <-a
    fmt.Println("A()!")
    time.Sleep(time.Second)
    close(b)
}

// B首先被a阻塞，B()结束后关闭b，使b可读
func B(a, b chan struct{}) {
    <-a
    fmt.Println("B()!")
    close(b)
}

// C首先被a阻塞
func C(a chan struct{}) {
    <-a
    fmt.Println("C()!")
}

func main() {
    x := make(chan struct{})
    y := make(chan struct{})
    z := make(chan struct{})

    go C(z)
    go A(x, y)
    go C(z)
    go B(y, z)
    go C(z)
    
    // 关闭x，让x可读
    close(x)
    time.Sleep(3 * time.Second)
}

上面的示例中：A goroutine被x阻塞，B goroutine被y阻塞，C goroutine被z阻塞。C依赖的z由B关闭，B依赖的y由A关闭。

如此一来，当main goroutine中的x被关闭后，A()从阻塞中释放，继续执行，关闭y，然后B从阻塞中释放，继续执行，关闭z，C得以释放。由于z被关闭后，z仍然可读，所以多次执行C(z)不会出问题。

A()和B()不能多次执行，因为close()不能操作已被关闭的channel。

注意，上面的channel都是struct{}类型的，整个过程中，x、y、z这3个通道都没有传递数据，而是直接关闭来释放通道，让某些阻塞的goroutine继续执行下去。显然，这里的x、y、z的作用都是"信号通道"，用来传递消息。