channel是什么杨何？
golang語言中，channel是一個協(xié)程安全的FIFO的隊列，讀取和寫入操作都是原子操作
使用場景
用來做多協(xié)程之間的通信凛澎，java中的線程之間的通信是通過共享內(nèi)存實現(xiàn)的牍戚，A線程獲取內(nèi)存區(qū)域仿耽，并且“鎖”住內(nèi)存這塊區(qū)域，然后執(zhí)行臨界區(qū)代碼错负，這一時刻無法獲取鎖的其他線程阻塞，直到A線程釋放鎖（實際上就是釋放剛才鎖住的內(nèi)存區(qū)域）勇边，其他線程繼續(xù)競爭共享內(nèi)存犹撒，獲取鎖的執(zhí)行臨界區(qū)代碼。這個過程本質(zhì)上是通過共享內(nèi)存的方式實現(xiàn)多線程通信粥诫。而golang提出了新的通信方式：用通信來共享內(nèi)存姐呐，而不要用共享內(nèi)存來通信
使用方式
##無緩沖區(qū)的channel
創(chuàng)建 var NoRoutChannel chan 【類型】= make(chan 【類型】)
使用場景
只是作為信號的channel，告訴另一個協(xié)程谍珊，這件事我做完了搀别，而不需要給另外的協(xié)程序發(fā)送做完后的通知內(nèi)容
##有緩沖區(qū)的channel
創(chuàng)建 var NoRoutChannel chan 【類型】= make(chan 【類型】,【緩沖大小】)
使用場景
告訴另一個協(xié)程，這件事我做完了执赡，并且發(fā)送和另一個協(xié)程序傳遞的變量
PS:注意channel讀取和寫入操作必須在兩個不同的協(xié)程中進行镰踏，否則panic
channel狀態(tài)
channel分為nil、open沙合、closed
對于nil的channel無論讀寫都panic奠伪，對于closed狀態(tài)的channel，向里邊push的操作會報panic
demo: 使用channel實現(xiàn)一個生產(chǎn)者消費者模式
var wg sync.WaitGroup = sync.WaitGroup{}
type Product struct {
Queue chan string
}
func (product *Product) product(apple string){
fmt.Println("product: "+apple)
product.Queue <- apple
}
type Consumer struct {
Queue chan string
}
func (consumer *Consumer) Consume(){
con := <- consumer.Queue
fmt.Println("consume:"+con)
defer wg.Done()
}
func main() {
testChan := make(chan string,1)
p := Product{
Queue: testChan,
}
c := Consumer{
Queue: testChan,
}
go c.Consume()
go p.product("3333")
wg.Add(1)
wg.Wait()
fmt.Println("end job")
}
channel內(nèi)部原理
數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
type hchan struct {
qcount uint // 所有在隊列中數(shù)據(jù)數(shù)量
dataqsiz uint // 環(huán)形隊列大小首懈，可以存放的元素個數(shù)
buf unsafe.Pointer // 只想環(huán)形隊列的指針
elemsize uint16
closed uint32
elemtype *_type // element type
sendx uint // 生產(chǎn)下標(biāo)
recvx uint // 消費下標(biāo)
recvq waitq // 消費者隊列
sendq waitq // 生產(chǎn)者隊列
// 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
}
channel緩沖區(qū)實現(xiàn)--環(huán)形隊列
chan內(nèi)部實現(xiàn)了一個環(huán)形隊列作為其緩沖區(qū)绊率，隊列的長度是創(chuàng)建chan時指定的。
下圖展示了一個可緩存6個元素的channel示意圖：
- dataqsiz指示了隊列長度為6究履，即可緩存6個元素滤否；
- buf指向隊列的內(nèi)存，隊列中還剩余兩個元素最仑；
- qcount表示隊列中還有兩個元素藐俺；
- sendx指示后續(xù)寫入的數(shù)據(jù)存儲的位置炊甲，取值[0, 6)；
- recvx指示從該位置讀取數(shù)據(jù), 取值[0, 6)欲芹；
等待隊列
從channel讀數(shù)據(jù)卿啡，如果channel緩沖區(qū)為空或者沒有緩沖區(qū)，當(dāng)前goroutine會被阻塞菱父。
向channel寫數(shù)據(jù)颈娜，如果channel緩沖區(qū)已滿或者沒有緩沖區(qū)，當(dāng)前goroutine會被阻塞滞伟。
被阻塞的goroutine將會掛在channel的等待隊列中：
- 因讀阻塞的goroutine會被向channel寫入數(shù)據(jù)的goroutine喚醒揭鳞；
- 因?qū)懽枞膅oroutine會被從channel讀數(shù)據(jù)的goroutine喚醒；
下圖展示了一個沒有緩沖區(qū)的channel梆奈，有幾個goroutine阻塞等待讀數(shù)據(jù)：
注意野崇，一般情況下recvq和sendq至少有一個為空。只有一個例外亩钟，那就是同一個goroutine使用select語句向channel一邊寫數(shù)據(jù)乓梨，一邊讀數(shù)據(jù)。
make(chan string,2)分析
代碼：
func makechan(t *chantype, size int) *hchan {
var c hchan
c = new(hchan)
c.buf = malloc(元素類型大小size)
c.elemsize = 元素類型大小
c.elemtype = 元素類型
c.dataqsiz = size
return c
}
向channel寫數(shù)據(jù)
向一個channel中寫數(shù)據(jù)簡單過程如下：
- 如果等待接收隊列recvq不為空清酥，說明緩沖區(qū)中沒有數(shù)據(jù)或者沒有緩沖區(qū)扶镀，此時直接從recvq取出G,并把數(shù)據(jù)寫入，最后把該G喚醒焰轻，結(jié)束發(fā)送過程臭觉；
- 如果緩沖區(qū)中有空余位置，將數(shù)據(jù)寫入緩沖區(qū)辱志，結(jié)束發(fā)送過程蝠筑；
- 如果緩沖區(qū)中沒有空余位置，將待發(fā)送數(shù)據(jù)寫入G揩懒，將當(dāng)前G加入sendq什乙，進入睡眠，等待被讀goroutine喚醒已球；
簡單流程圖如下：
從channel中讀取數(shù)據(jù)
從一個channel讀數(shù)據(jù)簡單過程如下：
- 如果等待發(fā)送隊列sendq不為空臣镣，且沒有緩沖區(qū)，直接從sendq中取出G智亮，把G中數(shù)據(jù)讀出忆某，最后把G喚醒，結(jié)束讀取過程阔蛉；
- 如果等待發(fā)送隊列sendq不為空弃舒，此時說明緩沖區(qū)已滿，從緩沖區(qū)中首部讀出數(shù)據(jù)馍忽，把G中數(shù)據(jù)寫入緩沖區(qū)尾部棒坏，把G喚醒，結(jié)束讀取過程遭笋；
- 如果緩沖區(qū)中有數(shù)據(jù)坝冕，則從緩沖區(qū)取出數(shù)據(jù)，結(jié)束讀取過程瓦呼；
- 將當(dāng)前goroutine加入recvq喂窟，進入睡眠，等待被寫goroutine喚醒央串；
簡單流程圖如下：
關(guān)閉channel
關(guān)閉channel時會把recvq中的G全部喚醒磨澡，本該寫入G的數(shù)據(jù)位置為nil。把sendq中的G全部喚醒质和，但這些G會panic稳摄。
除此之外，panic出現(xiàn)的常見場景還有：
關(guān)閉值為nil的channel
關(guān)閉已經(jīng)被關(guān)閉的channel
向已經(jīng)關(guān)閉的channel寫數(shù)據(jù)
