渠道是做啥用的？

Posted 2023-03-14

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【中文标题】渠道是做啥用的？【英文标题】：What are channels used for?渠道是做什么用的？ 【发布时间】：2017-02-11 02:35:37 【问题描述】：

在查看一些 Go 代码时，我发现了以下内容：

  ch := make(chan int)

我查阅了一个在线教程，了解 Go Channels 的工作原理：

https://tour.golang.org/concurrency/2

但我觉得这个例子不清楚。

谁能给我一个简单的解释和一个使用频道的例子？

【问题讨论】：

查看这篇文章：How does golang channel works 【参考方案1】：

chan 是 Golang 中的一个频道。简而言之，您可以将其视为一个盒子，您可以在其中放置一个项目，然后从另一端拾取它。

无缓冲通道

缓冲通道

这是我为您编写的用于了解频道的小代码。现在更改 goroutine 的顺序并查看输出。每次输出可能不同。

    package main

    import (
        "fmt"
        "time"
    )

    func main() 
        messages := make(chan int)
        go func() 
            time.Sleep(time.Second * 3)
            messages <- 1
        ()
        go func() 
            time.Sleep(time.Second * 2)
            messages <- 2
        () 
        go func() 
            time.Sleep(time.Second * 1)
            messages <- 3
        ()
        go func() 
            for i := range messages 
                fmt.Println(i)
            
        ()
        go func() 
            time.Sleep(time.Second * 1)
            messages <- 4
        ()
        go func() 
            time.Sleep(time.Second * 1)
            messages <- 5
        ()
        time.Sleep(time.Second * 5)

为了更好地理解，请访问此博客，其中在 GUI 中描述了 go 例程和通道。

访问http://divan.github.io/posts/go_concurrency_visualize/

【讨论】：

我喜欢这些插图！这是一个巨大的帮助！非常感谢 “顺序无关紧要” – 这不是真的。 Go 规范指出：“通道充当先进先出队列。”【参考方案2】：

我认为规范对此非常清楚。 Spec: Channel types:

通道为concurrently executing functions 提供一种机制，通过指定元素类型的sending 和receiving 值进行通信。

当您有多个并发执行的 goroutines 时，通道提供了让 goroutines 相互通信的最简单方法。

一种通信方式是通过对两个 goroutine 可见的“共享”变量，但这需要适当的锁定/同步访问。

相反，Go 偏爱频道。引用Effective Go: Share by communicating:

不要通过共享内存进行通信；相反，通过通信共享内存。

因此，例如，您可以创建一个通道（对两个 goroutine 可见），而不是将消息放入共享切片中，并且无需任何外部同步/锁定，一个 goroutine 可以通过通道发送消息（值），而另一个goroutine 可以接收它们。

在任何给定时间只有一个 goroutine 可以访问该值。设计上不会发生数据竞争。

所以事实上，任何数量的 goroutine 都可以在同一个通道上发送值，并且任何数量的 goroutine 都可以从它接收值，仍然没有任何进一步的同步。更多详情请查看相关问题：If I am using channels properly should I need to use mutexes?

频道示例

让我们看一个例子，我们启动 2 个额外的 goroutine 用于并发计算。我们将一个数字传递给第一个，它加 1，并将结果传递到第二个通道。第二个 goroutine 将接收一个数字，将其乘以 10 并将其传递到结果通道：

func AddOne(ch chan<- int, i int) 
    i++
    ch <- i


func MulBy10(ch <-chan int, resch chan<- int) 
    i := <-ch
    i *= 10
    resch <- i

这是如何调用/使用它的：

func main() 
    ch := make(chan int)
    resch := make(chan int)

    go AddOne(ch, 9)
    go MulBy10(ch, resch)

    result := <-resch
    fmt.Println("Result:", result)

通过通道进行通信还可以处理 goroutines 之间的等待。在此示例中，这意味着MulBy10() 将等待AddOne() 提供递增的数字，而main() 将在打印结果之前等待MulBy10()。按预期输出（在Go Playground 上尝试）：

Result: 100

语言支持

有许多语言结构可以方便地使用频道，例如：

通道上的for ... range 循环遍历从通道接收到的值，直到通道关闭。 select 语句可用于列出多个通道操作，例如在通道上发送和从通道接收，以及可以在不阻塞的情况下进行的操作将被选中（如果有多个可以继续，则随机选择；如果没有准备好，则会阻塞）。有一种特殊形式的接收操作符，允许您检查通道是否关闭（除了接收值）：v, ok := <-ch 内置的len()函数告诉排队（未读）的元素数量；构建的cap() 函数返回通道缓冲区容量。

其他用途

有关更实际的示例，请参阅如何使用通道来实现worker pool。类似的用途是从producer to consumer(s) 分配值。

另一个实际例子是实现memory pool using buffered channels。

另一个实际的例子是an elegant implementation of a broker。

通道通常用于超时某些阻塞操作，利用time.After() 返回的通道，该通道在指定的延迟/持续时间后“触发”（“触发”表示将在其上发送一个值）。请参阅此示例进行演示（在Go Playground 上试用）：

ch := make(chan int)

select 
case i := <-ch:
    fmt.Println("Received:", i)
case <-time.After(time.Second):
    fmt.Println("Timeout, no value received")

它可用于等待某个值的最大时间量，但如果其他 goroutine 到那时无法提供该值，我们可能会决定做其他事情。

另外一种特殊形式的通信可能只是表示某些操作已完成（实际上并未发送任何“有用”数据）。这种情况可以通过具有任何元素类型的通道来实现，例如chan int，并在其上发送任何值，例如0。但由于发送的值不包含任何信息，您可以将其声明为chan struct。或者更好的是，如果您只需要一次信号，您可以关闭可以在另一侧使用for ... range 拦截的通道，或者从它接收（因为从关闭的通道接收立即进行，产生@ 987654337@ 的元素类型）。还要知道，即使通道可以用于这种信令，也有更好的替代方案：sync.WaitGroup。