golang的Channel

2024-05-22 12:22:05 73

golang的Channel

Channel是golang一个非常重要的概念，如果你是刚开始使用golang的开发者，你可能还没有真正接触这一概念，本篇我们将分析golang的Channel

1.引入

要讲Channel就避不开Goroutine--协程。闲话不说，直接上个例子

Goroutinedemo：

packagemain

import(
	"fmt"
	"time"
)

funcmain(){
	origin:=1
	godoSomeCompute(origin)
	time.Sleep(5*time.Second)
}

funcdoSomeCompute(numint){
	result:=num*2
	fmt.Println(result)
	return
}

简单来说，例子中有一个main的协程，一个doSomeCompute的协程。还有个延时退出的方法等待计算协程计算结果。我们尝试思考这个例子的一些问题：

a.如何获取doSomeCompute的计算结果？

b.如何获取doSomeCompute的执行状态，当前是执行完了还是执行中？

如何解决这种问题呢？

Channel！

2.Channel

Channel怎么处理上面的问题？我们直接上代码：

举例

packagemain

import(
	"fmt"
)

funcmain(){
	origin:=1
	//一个无缓冲Channel
	res:=make(chanint)
	godoSomeCompute(origin,res)
	fmt.Println(<-res)
}

funcdoSomeCompute(numint,reschanint){
	result:=num*2
	res<-result
}

例子中，Channel充当起了协程间通信的桥梁。Channel可以传递到协程说明它是线程安全的，事实也是如此。Channel可以理解为管道，协程doSomeCompute向Channel写入结果，main中读取结果。注意，例子中读取Channel的地方会阻塞直到拿到计算结果，这样就解决了问题a和b。

2.Channel的方向性

上面的例子中，计算协程是负责计算并将计算结果写入Channel，如果我们希望保证计算协程不会从Channel中读取数据该怎么处理？很简单，看例子：

funcdoSomeCompute(numint,reschan<-int){
	result:=num*2
	res<-result
}

这个参数的声明chan<-int就表示该函数只能讲数据写入Channel，而不能从中读取数据。后面的int表示Channel中数据的格式。同样的，只可以读取数据的Channel可以声明为<-chanint。而例子中不带有方向声明的Channel则既可以写入也可以读取。

3.阻塞性质

Channel的读取和写入操作在各自的协程内部都是阻塞的。比如例子中fmt.Println(<-res)，这一语句会阻塞直至计算协程将计算结果放入，可以读出。也就是说，协程会阻塞直至从res中读出数据。

注意，无缓冲的Channel的读写都是阻塞的，有缓冲的Channel可以一直向里面写数据，直到缓存满才会阻塞。读取数据同理，直至Channel为空才阻塞。

用一个典型的例子来说明缓冲和非缓冲Channel的区别：

packagemain

import"fmt"

funcdoSomeCompute(chchanint){
	fmt.Println("deadlocktest")
	<-ch
}

funcmain(){
	ch:=make(chanint)
	ch<-1
	godoSomeCompute(ch)
}

例子中，main协程会向ch写入数据，这一过程是阻塞的，也就是说，doSomeCompute协程无法执行，程序死锁。输出如下：

fatalerror:allgoroutinesareasleep-deadlock!

goroutine1[chansend]:
main.main()
	C:/mygo/src/demo/blog.go:12+0x73
exitstatus2

如果改成有缓冲的Channel：

packagemain

import(
	"fmt"
	"time"
)

funcdoSomeCompute(chchanint){
	fmt.Println("deadlocktest")
	<-ch
}

funcmain(){
	ch:=make(chanint,1)
	ch<-1
	godoSomeCompute(ch)
	time.Sleep(1*time.Second)
}

有与有缓冲的Channel写入后不阻塞（下一次写入才会阻塞），程序会继续执行。

4.Channel的数据结构

Channel在golang中实际上就是个数据结构。在Golang源码中，Channel的数据结构Hchan的定义如下：

struct	Hchan
{
	uint32	qcount;			//totaldataintheq
	uint32	dataqsiz;		//sizeofthecircularq
	uint16	elemsize;
	bool	closed;
	uint8	elemalign;
	Alg*	elemalg;		//interfaceforelementtype
	uint32	sendx;			//sendindex
	uint32	recvx;			//receiveindex
	WaitQ	recvq;			//listofrecvwaiters
	WaitQ	sendq;			//listofsendwaiters
	Lock;
};

时间仓促，这次对Channel介绍写的有点简单粗暴，下次再写。

原文链接：

golang的Channel