概论
在Go
语言官网中,是这么定义Channel
这个类型的。
A channel provides a mechanism for [concurrently executing functions] (golang.google.cn/ref/spec#Go…) to communicate by sending and receiving values of a specified element type. The value of an uninitialized channel is
nil
.
通道为并发执行函数提供了一种机制,通过发送和接收指定元素类型的值来进行通信。 未初始化通道的值为 nil。
“不要通过共享内存的方式进行通信,而是应该通过通信的方式共享内存。” 这句话体现了Go
语言对于并发设计的理念,channel
也是实现CSP理论的重要一员。
![](https://v2ce.com/wp-content/uploads/2023/03/picture-80.jpg)
基本操作
言归正传,下面我们具体聊聊Channel
。
对于我来说,通道分两种:
- 无缓冲:无缓冲的在并发编程中,体现在同步。
- 有缓存:有缓冲则体现在异步。
有无缓冲的通道的创建相差不多,只是参数的差异
Talk is cheap, show me the code —— Linux创始人Linus
下面我们通过一段简单的代码,来描述通道的创建和操作。
//同步通道
ch1 := make(chan int)
//异步通道, 缓冲区大小为1
ch2 := make(chan int, 1)
//写数据
ch2 <- 1
//取数据
<- ch2
//关闭一个channel
close(ch2)
复制代码
把上面我们创建通道,其中包括int
指定通道中可以放如的类型。
要理解通道,我们可以先把他当作一个FIFO的队列。
我们可以把ch2
类比成一个可以放一个元素的队列。
那么ch1
呢? 是能放0个元素的通道? 是的,没错!那么怎么通过ch1
进行协程间通讯呢?
还记得我们在最上面说过,Channel
分两种, 有一种是同步的吗?也就是说,两个协程,要通过 ch1
做通讯,他们必须”握手”。一个协程往ch1
中放数据的时候,必须阻塞等待有另外一个携程过来取,发生握手交换数据。
协程对channel
的读写流程:
- 发送方向缓冲区写入数据,会唤醒等待接受的接收方,多个接收方会尝试从缓冲区中读取数据,如果没有读取到会重新陷入休眠;
- 接收方从缓冲区中读取数据,会唤醒等待写入发送方,发送方会尝试向缓冲区写入数据,如果缓冲区已满会重新陷入休眠;
遇到过的坑
- 已经关闭的
chan
不能写,可以读 - 对于
channel
的遍历最好使用range
源码
对Channel
的操作比较简单,下面我们通过Go
的源码,看看的内部是如何实现的。chan
的结构体定义在${GOROOT}/src/runtime/chan.go
中。
type hchan struct {
qcount uint // total data in the queue
dataqsiz uint // size of the circular queue
buf unsafe.Pointer // points to an array of dataqsiz elements
elemsize uint16
closed uint32
elemtype *_type // element type
sendx uint // send index
recvx uint // receive index
recvq waitq // list of recv waiters
sendq waitq // list of send waiters
// lock protects all fields in hchan, as well as several
// fields in sudogs blocked on this channel.
//
// Do not change another G's status while holding this lock
// (in particular, do not ready a G), as this can deadlock
// with stack shrinking.
lock mutex
}
复制代码
qcount
— Channel 中的元素个数;dataqsiz
— Channel 中的循环队列的长度;buf
— Channel 的缓冲区数据指针;sendx
— Channel 的发送操作处理到的位置;recvx
— Channel 的接收操作处理到的位置;
通过上面的结构体,我么可以抽象出下面一幅图:
![](https://v2ce.com/wp-content/uploads/2023/03/picture-81.jpg)
小结
channel
是并发控制中的新成员,虽然他内部也有锁,但是对于我们来说他是无感的,在官方网络库中,Go
使用很多通道来做并发控制。
作者:OpenStack
链接:https://juejin.cn/post/7010772020459733005
来源:稀土掘金
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