Go并发编程（二）Channel

迈不过友情╰ 2023-01-18 06:50 103阅读 0赞

### 文章目录 ###

*  Go并发编程（二）Channel
 *   *  channel通信机制
     *  使用
     *  实现原理

# Go并发编程（二）Channel #

## channel通信机制 ##

在go中推荐使用基于消息的并发通信，而不是通过共享内存，通过channel机制，实现goroutine相互通信

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MTkyMjI4OQ_size_16_color_FFFFFF_t_70]

channel是**进程内**的通讯方式，是不支持跨进程通信的，如果需要进程间通讯的话，可以使用Socket等网络方式。

## 使用 ##

通过channel机制，实现goroutine相互通信，管道是类型相关的，即一个管道只能传递一种类型的值。管道中的数据是先进先出的。

func workGO(c chan int)  {
        
    	fmt.Println("---协程工作---")
    	time.Sleep(10 * time.Second)
    	num := <- c
    	fmt.Println("接收到的值：",num)
    }
    
    func MyChannel(){
        
    	c := make(chan int,10)	// 声明缓冲区大小，接收到的值先发送到缓冲区，不阻塞协程
    	defer close(c)	// 关闭通道
    	go workGO(c)
    	fmt.Println("主线程")
    	// 传递2给管道，默认是阻塞式管道，即一定要读取出来后才能继续执行
    	c <- 2
    	fmt.Println("协程从管道中读取出数值")
    	time.Sleep(10 * time.Second)
    }
    
    // 单向管道
    var ch1 chan<- float64     // 只能向里面写入float64的数据，不能读取
    var ch2 <-chan int         // 只能读取int型数据
    // 关闭channel，直接调用close()即可
    close(ch)
    // 判断ch是否关闭，判断ok的值，如果是false,则说明已经关闭(关闭的话读取是不会阻塞的)
    x, ok := <-ch

阻塞式：

先阻塞住  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MTkyMjI4OQ_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]

后接收到后解除阻塞

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MTkyMjI4OQ_size_16_color_FFFFFF_t_70 2]

带缓冲区：

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MTkyMjI4OQ_size_16_color_FFFFFF_t_70 3]

channel + select实现非阻塞管道通信，接收不到数据则走select default分支，避免阻塞

func send(c chan int)  {
        
    	for i :=1 ; i<10 ;i++  {
        
    		c <-i
    		fmt.Println("send data : ",i)
    	}
    }
    
    func TestSelect()  {
        
    	a := make(chan int)
    	b := make(chan int)
    	go send(a)
    	// time.Sleep(3 * time.Second)
    	select{
        
    	case one := <-a:fmt.Println("a:",one)
    	case two := <-b:fmt.Println("b:",two)
    	default:
    		fmt.Println("default")
    	}
    }

## 实现原理 ##

在Java中实现线程间通信依靠的是共享内存的方式，采用同步锁来保证共享内存通信的线程安全问题，但是在Go中既可以通过共享内存实现goroutine间通信，也可以基于管道消息实现goroutine通信，并且在Go中更鼓励通过后者的方式。

Go中提出了通信顺序模型CSP模型（Communicating sequential processes），goroutine和channel分别是CSP的通信实体和媒介

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上图中的两个 Goroutine，一个会向 Channel 中发送数据，另一个会从 Channel 中接收数据，它们两者能够独立运行并不存在直接关联，但是能通过 Channel 间接完成通信。

Go中的channel在运行时底层是runtime.hchan结构体：

type hchan struct {
        
        // channel中元素容量
    	qcount   uint           // total data in the queue
        // 循环队列长度
    	dataqsiz uint           // size of the circular queue
    	// 队列缓冲区数据指针
    	buf      unsafe.Pointer // points to an array of dataqsiz elements
    	// 元素数量
    	elemsize uint16
    	// 管道是否已关闭
    	closed   uint32
    	// 元素类型
    	elemtype *_type // element type
    	// 发送指针
    	sendx    uint   // send index
    	// 接收指针
    	recvx    uint   // receive index
    	// sendq 和 recvq 存储了当前 Channel 由于缓冲区空间不足而阻塞的 Goroutine 列表
    	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
    }

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[bfdf12d3631b897c23d5196bab3118bf.png]: /images/20221021/2e8589feaf7c478a9e569a50a3201a1b.png