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2.channel结构体
简单说明
buf是有缓冲的channel所特有的结构用来存储缓存数据,是个循环链表sendx和recvx用于记录buf这个循环链表中的发送或者接收的indexlock是个互斥锁recvq和sendq分别是接收(-channel)或者发送(channel - xxx)的goroutine抽象出来的结构体(sudog)的队列,是个双向链表 type hchan struct {qcount uint // total data in the queue 当前队列里还剩余元素个数dataqsiz uint // size of the circular queue 环形队列长度即缓冲区的大小即make(chan T,N) 中的Nbuf unsafe.Pointer // points to an array of dataqsiz elements 环形队列指针elemsize uint16 //每个元素的大小closed uint32 //标识当前通道是否处于关闭状态创建通道后该字段设置0即打开通道通道调用close将其设置为1通道关闭elemtype *_type // element type 元素类型用于数据传递过程中的赋值sendx uint // send index 环形缓冲区的状态字段它只是缓冲区的当前索引-支持数组它可以从中发送数据recvx uint // receive index 环形缓冲区的状态字段它只是缓冲区当前索引-支持数组它可以从中接受数据recvq waitq // list of recv waiters 等待读消息的goroutine队列sendq waitq // list of send waiters 等待写消息的goroutine队列// lock protects all fields in hchan, as well as several// fields in sudogs blocked on this channel.//// Do not change another Gs status while holding this lock// (in particular, do not ready a G), as this can deadlock// with stack shrinking.lock mutex //互斥锁为每个读写操作锁定通道因为发送和接受必须是互斥操作}// sudog 代表goroutinetype waitq struct {first *sudoglast *sudog}3.Channel 操作符和操作方式 通信操作符 - 的箭头指示数据流向箭头指向哪里数据就流向哪里它是一个二元操作符可以支持任意类型对于 channel 的操作只有种方式 创建 channel (通过make()函数实现包括无缓存 channel 和有缓存 channel);向 channel 中添加数据channel-data;从 channel 中读取数据data-channel; data-channel 从 channel 中接收数据并赋值给 data -channel从 channel 中接收数据并丢弃关闭 channel(通过 close()函数实现 读取关闭后的无缓存通道不管通道中是否有数据返回值都为 0 和 false。 读取关闭后的有缓存通道将缓存数据读取完后再读取返回值为 0 和 false。对于一个关闭的 channel如果继续向 channel 发送数据会引起 panicchannel 不能 close 两次多次 close 会 panic
4.Channel 有无缓冲 同步、异步 channel 分为有缓冲 channel 和无缓冲 channel两种 channel 的创建方法如下: var ch make(chan int) //无缓冲 channel,等同于make(chan int ,0)是一个同步的 Channel 无缓冲 channel 在读和写的过程中是都会阻塞由于阻塞的存在所以使用 channel 时特别注意使用方法防止死锁和协程泄漏的产生。无缓冲 channel 的发送动作一直要到有一个接收者接收这个值才算完成否则都是阻塞着的也就是说发送的数据需要被读取后发送才会完成一般要配合 select timeout 处理然后再在这里添加超时时间 var ch make(chan int,10) //有缓冲channel,缓冲大小是10是一个异步的Channel 带缓存的 channel 实际上是一个阻塞队列。队列满时写协程会阻塞队列空时读协程阻塞。有缓冲的时候写操作是写完之后直接返回的。相对于不带缓存 channel带缓存 channel 不易造成死锁。
5.Channel 各种操作导致阻塞和协程泄漏的场景 写操作什么时候会被阻塞 向 nil 通道发送数据会被阻塞向无缓冲 channel 写数据如果读协程没有准备好会阻塞 无缓冲 channel 必须要有读有写写了数据之后必须要读出来否则导致 channel 阻塞从而使得协程阻塞而使得协程泄漏 一个无缓冲 channel如果每次来一个请求就开一个 go 协程往里面写数据但是一直没有被读取那么就会导致这个 chan 一直阻塞使得写这个 chan 的 go 协程一直无法释放从而协程泄漏。向有缓冲 channel 写数据如果缓冲已满会阻塞 有缓冲的 channel在缓冲 buffer 之内不读取也不会导致阻塞当然也就不会使得协程泄漏但是如果写数据超过了 buffer 还没有读取那么继续写的时候就会阻塞了。如果往有缓冲的 channel 写了数据但是一直没有读取就直接退出协程的话一样会导致 channel 阻塞从而使得协程阻塞并泄漏。 读操作什么时候会被阻塞 从 nil 通道接收数据会被阻塞从无缓冲 channel 读数据如果写协程没有准备好会阻塞从有缓冲 channel 读数据如果缓冲为空会阻塞 close 操作什么时候会被阻塞 close channel 对 channel 阻塞是没有任何效果的写了数据但是不读直接 close还是会阻塞的。
6.Channel 各种操作对应的状态
正常的 channel可读、可写nil 的 channel表示未初始化的状态只进行了声明或者手动赋值为 nil已经 closed 的 channel表示已经 close 关闭了千万不要误认为关闭 channel 后channel 的值是 nil 7.Channel 长度和容量 容量(capacity)代表 Channel 容纳的最多的元素的数量代表Channel的缓存的大小。如果没有设置容量或者容量设置为0, 说明 Channel 没有缓存长度和容量的两个函数是 cap 和 len 。 示例如下
c : make(chan int, 100) // cap 就是 100但是此时 len 为 0
c - 0 // len 1 cap 100
c - 0 // len 2 cap 100
- c // len 1 cap 100 8.Channel 的缺点 Channel 的缺点 Channel 可能会导致循环阻塞或者协程泄漏这个是最最最要重点关注的Channel 中传递指针会导致数据竞态问题data race/ race conditionsChannel 中传递的都是数据的拷贝可能会影响性能但是就目前我们的机器性能来看这点数据拷贝所带来的 CPU 消耗大多数的情况下可以忽略
9.Go Channel 实现协程同步 channel 实现并发同步的说明:channel 作为 Go 并发模型的核心思想不要通过共享内存来通信而应该通过通信来共享内存那么在 Go 里面当然也可以很方便通过 channel 来实现协程的并发和同步了并且 channel 本身还可以支持有缓冲和无缓冲的通过 channel timeout 实现并发协程之间的同步也是常见的一种使用姿势。 无缓冲 chan 示例
示例如下
package main
import fmt
func main() {var ch make(chan string)for i : 0; i 10; i {go sum(i, i10, ch)}for i : 0; i 10; i {fmt.Print(-ch)}
}
func sum(start, end int, ch chan string) {var sum int 0for i : start; i end; i {sum i}ch - fmt.Sprintf(Sum from %d to %d is %d\n, start, end, sum)
}
有缓冲 chan 示例 message_chan : make(chan int, 2)go func() {time.Sleep(time.Second * 3)println(start recv...)println(-message_chan)println(-message_chan)println(-message_chan)println(finish recv...)}()println(start send 10...)message_chan - 10println(start send 20...)message_chan - 20println(start send 30...)message_chan - 30println(finish send...)time.Sleep(time.Second * 3)close(message_chan)
参考
[go学习笔记.第十四章.协程和管道] 2.管道
Golang Channel 详细原理和使用技巧 - 知乎
Channels in Gohttps://go101.org/article/channel.html
How to Gracefully Close Channelshttps://go101.org/article/channel-closing.html
