Golang channel 快速入门

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简介

Go 中多个 Goroutine 间的通信和同步一般使用 channel 来完成。channel 是有类型的管道，可以用 channel 操作符 <- 对其发送或者接收值。

ch <- v    // 将 v 送入 channel ch
v := <-ch  // 从 ch 接收，并且赋值给 v

操作符 <- 形似箭头，其指向就是数据流的方向。

和 map 与 slice 一样，channel 使用前必须创建：

ch := make(chan int)

默认情况下，在另一端准备好之前，发送和接收都会阻塞。这使得 goroutine 可以在没有明确的锁或竞态变量的情况下进行同步。

缓冲 channel

channel 有两种形式的，一种是无缓冲的，一个 Go 程向这个 channel 发送了消息后，会阻塞当前Go 程，直到其他 Go 程接收了这个 channel 中的消息。

channel 可以是带缓冲的，创建 channel 时可以指定缓冲的消息数量，当消息数量小于指定值时，不会出现阻塞，超过之后才会阻塞。为 make 提供第二个参数作为缓冲大小来初始化一个缓冲 channel：

ch := make(chan int, 100)

向缓冲 channel 发送数据的时候，只有在缓冲区满的时候才会阻塞。当缓冲区为空的时候接收会阻塞。

package main

import "fmt"

func main() {
	ch := make(chan int, 2)
	ch <- 1
	ch <- 2
	fmt.Println(<-ch)
	fmt.Println(<-ch)
}

运行输出：

1
2

range 和 close 操作

发送者可以 close 一个 channel 来表示再没有值会被发送了。接收者可以通过赋值语句的第二参数来测试 channel 是否被关闭：当没有值可以接收并且 channel 已经被关闭，那么经过

v, ok := <-ch

之后 ok 会被设置为 false。

循环 for i := range c 会不断从 channel 接收值，直到它被关闭。

注意： 关闭 channel 应该由发送者而不是接收者。向一个已经关闭的 channel 发送数据会引起 panic。

还要注意： channel 与文件不同；通常情况下无需关闭它们。只有在需要告诉接收者没有更多的数据的时候才有必要进行关闭，例如中断一个 range。

select 操作

select 语句使得一个 goroutine 在多个通讯操作上等待。

select 会阻塞，直到条件分支中的某个可以继续执行，这时就会执行那个条件分支。当多个都准备好的时候，会随机选择一个。

package main

import "fmt"

func fibonacci(c, quit chan int) {
	x, y := 0, 1
	for {
		select {
		case c <- x:
			x, y = y, x+y
		case <-quit:
			fmt.Println("quit")
			return
		}
	}
}

func main() {
	c := make(chan int)
	quit := make(chan int)
	go func() {
		for i := 0; i < 10; i++ {
			fmt.Println(<-c)
		}
		quit <- 0
	}()
	fibonacci(c, quit)
}

运行输出：

0
1
1
2
3
5
8
13
21
34
quit

为了非阻塞的发送或者接收，可使用 default 分支。当 select 中的其他条件分支都没有准备好的时候，default 分支会被执行。

package main

import (
	"fmt"
	"time"
)

func main() {
	tick := time.Tick(100 * time.Millisecond)
	boom := time.After(200 * time.Millisecond)
	for {
		select {
		case <-tick:
			fmt.Println("tick.")
		case <-boom:
			fmt.Println("BOOM!")
			return
		default:
			fmt.Println("default")
			time.Sleep(50 * time.Millisecond)
		}
	}
}

运行输出：

default
default
tick.
default
default
tick.
BOOM!

注意要点

• 读取被关闭的 channel，不会发生阻塞，剩余的数据仍可以取出；若为空，取出的值是对应类型的零值；
• 向关闭的 channel 中写数据，无论是否带缓冲，都会引发 panic；
• 不要从接收端关闭 channel，也不要在多个并发发送端中关闭 channel，而是在在唯一或最后一个发送端中关闭 channel，因为这样可以避免发生向一个已经关闭的 channel 发送值而引发 panic；
• 关闭已经关闭的 channel 会导致 panic，避免重复关闭；

参考文献

[1] A Tour of Go