channel[通道]是golang的一種重要特性，正是因為channel的存在才使得golang不同于其它語言。channel使得并發(fā)編程變得簡單容易有趣。

channel的概念和語法

一個channel可以理解為一個先進先出的消息隊列巡莹。channel用來在協(xié)程[goroutine]之間傳遞數(shù)據(jù)泰讽，準確的說，是用來傳遞數(shù)據(jù)的所有權(quán)薪贫。一個設計良好的程序應該確保同一時刻channel里面的數(shù)據(jù)只會被同一個協(xié)程擁有恍箭，這樣就可以避免并發(fā)帶來的數(shù)據(jù)不安全問題[data races]。

channel的類型

像數(shù)組瞧省、切片和字典一樣扯夭，channel類型是一種組合類型，每一種channel類型都對應著一種簡單的數(shù)據(jù)類型鞍匾。比如元素的類型是string交洗，那么對應的channel類型就是chan string，進入channel的數(shù)據(jù)也就必須是string類型的值橡淑。

官方的go編譯器限制channel最多能容納到65535個元素构拳，盡管如此，我們也不應該傳遞體積過大的元素值梁棠，因為channel的數(shù)據(jù)從進入到流出會涉及到數(shù)據(jù)拷貝操作置森。如果元素體積過大，最好的方法還是使用傳遞指針來取代傳遞值符糊。

channel類型是可以帶有方向的凫海，假設T是一種類型

chan T是雙向channel類型，編譯器允許對雙向channel同時進行發(fā)送和接收男娄。

chan<- T是只寫channel類型盐碱，編譯器只允許往channel里面發(fā)送數(shù)據(jù)。

<-chan T是只讀channel類型沪伙，編輯器只允許從channel里面接收數(shù)據(jù)瓮顽。

雙向類型的channel，可以被強制轉(zhuǎn)換成只讀channel或者是只寫channel围橡，但是反過來卻不行暖混，只讀和只寫channel是不可以轉(zhuǎn)換成雙向channel的。

channel類型的零值形式稱為空channel翁授。一個非空channel類型必須通過make關(guān)鍵字進行創(chuàng)建拣播。例如make(chan int, 10)將會創(chuàng)建出一個可以容納10個int值的channel晾咪。第二個整形的參數(shù)值代表的就是channel可以容納數(shù)據(jù)的大小，如果不提供這個參數(shù)值贮配，那默認值就是零谍倦。

varchchanstring;// nil channel
ch:=make(chanstring);// zero channel
ch:=make(chanstring,10);// buffered channel

channel里面的value buffer的容量也就是channel的容量。channel的容量為零表示這是一個阻塞型通道泪勒，非零表示緩沖型通道[非阻塞型通道]昼蛀。

channel內(nèi)部結(jié)構(gòu)

每個channel內(nèi)部實現(xiàn)都有三個隊列

接收消息的協(xié)程隊列。這個隊列的結(jié)構(gòu)是一個限定最大長度的鏈表圆存，所有阻塞在channel的接收操作的協(xié)程都會被放在這個隊列里叼旋。

發(fā)送消息的協(xié)程隊列。這個隊列的結(jié)構(gòu)也是一個限定最大長度的鏈表沦辙。所有阻塞在channel的發(fā)送操作的協(xié)程也都會被放在這個隊列里夫植。

環(huán)形數(shù)據(jù)緩沖隊列。這個環(huán)形數(shù)組的大小就是channel的容量油讯。如果數(shù)組裝滿了详民，就表示channel滿了，如果數(shù)組里一個值也沒有陌兑，就表示channel是空的沈跨。對于一個阻塞型channel來說，它總是同時處于即滿又空的狀態(tài)诀紊。

一個channel被所有使用它的協(xié)程所引用，也就是說隅俘，只要這兩個裝了協(xié)程的隊列長度大于零邻奠，那么這個channel就永遠不會被垃圾回收。另外为居，協(xié)程本身如果阻塞在channel的讀寫操作上碌宴，這個協(xié)程也永遠不會被垃圾回收，即使這個channel只會被這一個協(xié)程所引用蒙畴。

channel的使用

channel支持以下操作

使用cap(ch)函數(shù)查詢channel的容量贰镣，cap是golang的內(nèi)置函數(shù)

使用len(ch)函數(shù)查詢channel內(nèi)部的數(shù)據(jù)長度，len函數(shù)也是內(nèi)置的膳凝，表面上這個函數(shù)很有意義碑隆，但實際上它很少用。

使用close(ch)關(guān)閉channel蹬音，close也是內(nèi)置函數(shù)上煤。一個非空channel只能夠被關(guān)閉一次，如果關(guān)閉一個已經(jīng)被關(guān)閉的或者是關(guān)閉一個空channel將會引發(fā)panic著淆。另外關(guān)閉一個只讀channel是非法的劫狠，編譯器直接報錯拴疤。

使用ch <- v發(fā)送一個值v到channel。發(fā)送值到channel可能會有多種結(jié)果独泞，即可能成功呐矾，也可能阻塞，甚至還會引發(fā)panic懦砂，取決于當前channel在什么狀態(tài)蜒犯。

使用 v, ok <- ch 接收一個值。第二個遍歷ok是可選的孕惜，它表示channel是否已關(guān)閉愧薛。接收值只會又兩種結(jié)果，要么成功要么阻塞衫画，而永遠也不會引發(fā)panic毫炉。

所有的這些操作都是同步的協(xié)程安全的，不需要加任何其它同步控制削罩。

For-Range

for-range語法可以用到通道上瞄勾。循環(huán)會一直接收channel里面的數(shù)據(jù)，直到channel關(guān)閉弥激。不同于array/slice/map上的for-range进陡，channel的for-range只允許有一個變量。

for v = range aChannel{
? ? // use v
}
等價于
for{
? ? v,ok=<-aChannel
? ? if!ok{
? ? ? ? break
? ? }
? ? // use v
}

注意微服，for-range對應的channel不能是只寫channel趾疚。

Select-Cases

select塊是為channel特殊設計的語法，它和switch語法非常相近以蕴。分支上它們都可以有多個case塊和做多一個default塊糙麦，但是也有很多不同

select 到 括號{之間不得有任何表達式

fallthrough關(guān)鍵字不能用在select里面

所有的case語句要么是channel的發(fā)送操作，要么就是channel的接收操作

select里面的case語句是隨機執(zhí)行的丛肮，而不能是順序執(zhí)行的赡磅。設想如果第一個case語句對應的channel是非阻塞的話，case語句的順序執(zhí)行會導致后續(xù)的case語句一直得不到執(zhí)行除非第一個case語句對應的channel里面的值都耗盡了宝与。

如果所有case語句關(guān)聯(lián)的操作都是阻塞的焚廊，default分支就會被執(zhí)行。如果沒有default分支习劫，當前goroutine就會阻塞咆瘟，當前的goroutine會掛接到所有關(guān)聯(lián)的channel內(nèi)部的協(xié)程隊列上。 所以說單個goroutine是可以同時掛接到多個channel上的诽里，甚至可以同時掛接到同一個channel的發(fā)送協(xié)程隊列和接收協(xié)程隊列上搞疗。當一個阻塞的goroutine拿到了數(shù)據(jù)接觸阻塞的時候，它會從所有相關(guān)的channel隊列中移除掉。

channel簡單規(guī)則表

下標的活躍Channel表示即非空又非關(guān)閉的Channel

channel規(guī)則詳細解釋

空channel

關(guān)閉一個空channel會導致當前goroutine引發(fā)panic

向一個空channel發(fā)送值會導致當前的goroutine阻塞

從一個空channel接收值也會導致當前的goroutine阻塞

在空channel上的調(diào)用len和cap函數(shù)都統(tǒng)一返回零匿乃。

已關(guān)閉的Channel

關(guān)閉一個已關(guān)閉的channel會引發(fā)panic

向一個已關(guān)閉的channel發(fā)送值會引發(fā)panic桩皿。當這種send操作處于select塊里面的case語句上時，它會隨時導致select語句引發(fā)panic幢炸。

從一個已關(guān)閉的channel上接收值既不會阻塞也不能panic泄隔，它一直能成功返回。只是返回的第二個值ok永遠是false宛徊，表示接收到的v是在channel關(guān)閉之后拿到的佛嬉，對應得值也是相應元素類型的零值≌⑻欤可以無限循環(huán)從已關(guān)閉的channel上接收值暖呕。

活躍的Channel

關(guān)閉操作

從channel的接收協(xié)程隊列中移除所有的goroutine，并喚醒它們苞氮。

從channel的接收協(xié)程隊列中移除所有的goroutine湾揽，并喚醒它們。

一個已關(guān)閉的channel內(nèi)部的緩沖數(shù)組可能不是空的笼吟，沒有接收的這些值會導致channel對象永遠不會被垃圾回收库物。

發(fā)送操作

如果是阻塞型channel，那就從channel的接收協(xié)程隊列中移出第一個協(xié)程贷帮，然后把發(fā)送的值直接遞給這個協(xié)程戚揭。

如果是阻塞型channel，并且channel的接收協(xié)程隊列是空的撵枢，那么當前的協(xié)程將會阻塞民晒，并進入到channel的發(fā)送協(xié)程隊列里。

如果是緩沖型channel锄禽，并且緩沖數(shù)組里還有空間潜必，那么將發(fā)送的值添加到數(shù)組最后，當前協(xié)程不阻塞沟绪。

如果是緩沖型channel刮便，并且緩沖數(shù)組已經(jīng)滿了空猜，那么當前的協(xié)程將會阻塞绽慈，并進入到channel的發(fā)送協(xié)程隊列中。

接收操作

如果是緩沖型channel辈毯，并且緩沖數(shù)組有值坝疼，那么當前的協(xié)程不會阻塞，直接從數(shù)組中拿出第一個值谆沃。如果發(fā)送隊列非空钝凶，還需要將隊列中的第一個goroutine喚醒。

如果是阻塞型channel唁影，并且發(fā)送隊列非空的話耕陷，那么喚醒發(fā)送隊列第一個協(xié)程掂名，該協(xié)程會將發(fā)送的值直接遞給接收的協(xié)程。

如果是緩沖型channel哟沫，并且緩沖數(shù)組為空饺蔑，或者是阻塞型channel，并且發(fā)送協(xié)程隊列為空嗜诀，那么當前協(xié)程將會阻塞猾警，并加入到channel的接收協(xié)程隊列中。

總結(jié)

根據(jù)以上規(guī)則隆敢，我們可以得出以下結(jié)論

如果channel關(guān)閉了发皿，那么它的接收和發(fā)送協(xié)程隊列必然空了，但是它的緩沖數(shù)組可能還沒有空拂蝎。

channel的接收協(xié)程隊列和緩沖數(shù)組穴墅，同一個時間必然有一個是空的

channel的緩沖數(shù)組如果未滿，那么它的發(fā)送協(xié)程隊列必然是空的

對于緩沖型channel匣屡，同一時間它的接收和發(fā)送協(xié)程隊列封救，必然有一個是空的

對于非緩沖型channel，一般來說同一時間它的接收和發(fā)送協(xié)程隊列捣作，也必然有一個是空的誉结，但是有一個例外，那就是當它的發(fā)送操作和接收操作在同一個select塊里出現(xiàn)的時候券躁，兩個隊列都不是空的惩坑。

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