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Go学习之Channel总结

Channel 是 Go 中的一个核心类型,你可以把它看成一个管道,通过它并发核心单元就可以发送或者接收数据进行通讯(communication)。

类型

T 表示任意的一种类型

  • 双向: chan T
  • 单向仅发送:chan <-
  • 单向仅接受:<- chan

单向的 channel,不仅可以通过声明make(chan <- interface{}) 来创建,还可以通过隐身或显示的通过 chan 来转换,如下

func main() {channel := make(chan int, 10)
        convert(channel)
}
func convert(channel chan<- int) {}

convert 函数中,就可以吧 channel 当成单向输入管道来使用了

既然 双向 chan,既可以接收,也可以发送,为什么还会有单向 chan 的存在?我的一个理解便是 权限收敛 ,例如一个爬虫系统中,有些进程 a 仅仅负责抓取页面内容,并转发给进程 b,那进程 a 仅需要 单向发送的 chan 即可

Blocking

缺省情况下,发送 chan 或接收 chan 会一直阻塞着,直到另一方准备好。这种方式可以用来在 gororutine 中进行同步,而不必使用显示的锁或者条件变量。

如官方的例子中 x, y := <-c, <-c 这句会一直等待计算结果发送到 channel 中。以下面例子看一下

func bufferChannel() {channel := make(chan int)
    i := 0
    go func(i int) {fmt.Printf("start goroutine %d\n", i)①
        channel <- i
        fmt.Printf("send %d to channel\n", i)②
    }(i)
    time.Sleep(2 * time.Second)
    fmt.Println("sleep 2 second")
    value := <-channel③
    fmt.Println("got", value)
}

输出结果如下

start goroutine 0
sleep 2 second
got  0
send 0 to channel

可以看出,go func 执行到了①后并没有继续执行②,而是等待③执行完成后,再去执行②,也就可以说明 channel <- i 阻塞了 goroutine 的继续执行

如果,我不想在这里阻塞,而是我直接把数据放到 channel 里,等接收方准备好后,到 channel 中自取自用如何处理,这里就涉及到了另一个概念 buffered channel

buffered channel

我们把程序修改一下

func bufferChannel() {channel := make(chan int, 1) // 这里加了个参数
    i := 0
    go func(i int) {fmt.Printf("start goroutine %d\n", i)①
        channel <- i
        fmt.Printf("send %d to channel\n", i)②
    }(i)
    time.Sleep(2 * time.Second)
    fmt.Println("sleep 2 second")
    value := <-channel③
    fmt.Println("got", value)
}

输出结果

start goroutine 0
send 0 to channel
sleep 2 second
got  0

我们发现 go func 执行完①之后就执行了②,并没有等待③的执行结束,这就是 buffered channel 的效果了

我们只需要在 make 的时候,声明底 2 个参数,也就是 chan 的缓冲区大小即可

通过上面的程序可以看出,我们一直在使用③的形成,即 <- chan 来读取 chan 中的数据,但是如果有多个 goroutine 在同时像一个 chan 写数据,我们除了使用

for {value <- chan}

还有什么更优雅的方式吗

for … range

还是上面那个程序,我们使用 for … range 进行一下改造

func bufferChannel() {channel := make(chan int, 1)
   i := 0
   go func(i int) {fmt.Printf("start goroutine %d\n", i)
      channel <- i
      fmt.Printf("send %d to channel\n", i)
   }(i)
   time.Sleep(2 * time.Second)
   fmt.Println("sleep 2 second")
   for value := range channel {fmt.Println("got", value)
   }
}

这样就可以遍历 channel 中的数据了,但是我们在运行的时候就会发现,哎 这个程序怎么停不下来了?range channel产生的迭代值为 Channel 中发送的值,它会一直迭代直到 channel 被关闭,所以 我们 goroutine 发送完数据后,把 channel 关闭一下试试,这一次,我们不再进行time.Sleep(2 * time.Second)

func bufferChannel() {channel := make(chan int, 1)
   i := 0
   go func(i int) {fmt.Printf("start goroutine %d\n", i)
      channel <- i
      fmt.Printf("send %d to channel\n", i)
      close(channel)
   }(i)
   for value := range channel {fmt.Println("got", value)
   }
}

这样,整个程序就可以正常退出了,所以,在使用 range 的时候需要注意,如果 channel 不关闭,则 range 会一直阻塞在这里的

select

我们上面讲的一直都是只有一个 channel 的时候,我们应该怎么去做,加入有两个 channel 或者更多的channel,我们应该怎么去做,这里就介绍一下 go 里面的多路复用 select,以下面程序为例

func example() {tick := time.Tick(time.Second)
    after := time.After(3 * time.Second)
    for {
        select {
        case <-tick:
            fmt.Println("tick 1 second")
        case <-after:
            fmt.Println("after 3 second")
            return
    default:
            fmt.Println("come into default")
            time.Sleep(500 * time.Millisecond)
        }
    }
}

time.Tick是 go 的 time 包提供的一个定时器的一个函数,它返回一个 channel,并在指定时间间隔内,向 channel 发送一条数据,time.Tick(time.Second) 就是每秒钟向这个 channel 发送一个数据

time.After是 go 的 time 包提供的一个定时器的一个函数,它返回一个 channel,并在指定时间间隔后,向 channel 发送一条数据,time.After(3 * time.Second) 就是 3s 后向这个 channel 发送一个数据

输出结果

come into default
come into default
tick 1 second
come into default
come into default
tick 1 second
come into default
come into default
tick 1 second
after 3 second

可以看到,select会选择一个没有阻塞的 channel,并执行响应 case下的逻辑,这样就可以避免由于一个 channel阻塞而导致后续的逻辑阻塞的情况了

我们继续做个小实验,把上面关闭的 channel 放到 select里面试一下

func example() {tick := time.Tick(time.Second)
    after := time.After(3 * time.Second)
    channel := make(chan int, 1)
    go func() {
        channel <- 1
        close(channel)
    }()
    for {
        select {
        case <-tick:
            fmt.Println("tick 1 second")
        case <-after:
            fmt.Println("after 3 second")
            return
        case value := <- channel:
            fmt.Println("got", value)
        default:
            fmt.Println("come into default")
            time.Sleep(500 * time.Millisecond)
        }
    }
}

输出结果

.
.
.
.
got 0
got 0
got 0
got 0
got 0
after 3 second

简直是车祸现场,幸好设置了 3s 主动退出,那 case 的时候,有没有办法判断这个 channel 是否关闭了呢,当然是可以的,看下面的程序

func example() {tick := time.Tick(time.Second)
    after := time.After(3 * time.Second)
    channel := make(chan int, 1)
    go func() {
        channel <- 1
        close(channel)
    }()
    for {
        select {
        case <-tick:
            fmt.Println("tick 1 second")
        case <-after:
            fmt.Println("after 3 second")
            return
        case value, ok := <- channel:
            if ok {fmt.Println("got", value)
            } else {fmt.Println("channel is closed")
                time.Sleep(time.Second)
            }
        default:
            fmt.Println("come into default")
            time.Sleep(500 * time.Millisecond)
        }
    }
}

输出结果

come into default
got 1
channel is closed
tick 1 second
channel is closed
channel is closed
after 3 second

综上可以看出,通过 value, ok := <- channel 这种形式,ok 获取的就是用来判断 channel

是否关闭的,ok 为 true,表示 channel 正常,否则,channel 就是关闭的

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