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关于golang:Golang-channel-使用指南

jiezi

根本介绍

通道 (chan) 是 goroutine 之间传递特定值的通信机制。它属于 通信顺序进程 并发模式(Communicating sequential processes，CSP)。go 语言中还有另一种并发模式，即共享内存多线程的传统模型。

三种类型划分

接下来探讨 chan 的不同类型，从三个角度去剖析：

缓冲 / 非缓冲（buffered/unbuffered）

chan 是一个有长度的容器，通过对长度的限定，能够定义不同类型的通道。

对于申明长度的 chan，称之为缓冲通道

ch := make(chan int, 1024)  // buffered chan

对于没有申明长度的 chan，称之为非缓冲通道

ch := make(chan int)    // unbuffered chan

两种类型的 chan 会有不同的个性

  • 非缓冲 chan 对于读写两端的 goroutine 都会阻塞。
  • 缓冲 chan 在容量为空时，读端 goroutine 会阻塞；在容量未满时，读写两端都不会阻塞；然而容量满了之后，写端会阻塞
获取 / 发送（send/receive）

对于 chan 有获取 / 发送两种操作，在申明的时候能够限定应用的形式

  • 获取 / 发送双向 chan：
// chan T
type goWorker struct {
    pool *Pool
    task chan func()
    recycleTime time.Time
}
  • 只获取 chan：
// <-chan T 常见作为参数传递
func After(d Duration) <-chan Time {return NewTimer(d).C
}
  • 只发送 chan：
// chan<-T 应用较少
func signalError(c chan<- error, err error) {
    select {
    case c <- err:
    default:
    }
}
敞开（close）

chan 不仅有长度，还能够被敞开，在被敞开后进行传递特定值。由此引出 chan 不同的状态：空 /empty，满 /full，敞开 /closed

chan 在敞开状态下，读取操作失去通道对应类型的空值，发送操作则会触发panic

done := make(chan struct{}, 1)
close(done)
d := <-done
// {}
done := make(chan struct{}, 1)
close(done)
done <- struct{}{} 
//panic: send on closed channel

原理

chan 在运行时外部由构造体 runtime.hchan 实现，想要深刻理解能够浏览 源码，还能够参考浏览 draveness 的 Go 语言设计与实现。在此不做赘述。

使用指南

这是本文的外围章节，通过举例来展现 chan 的应用场景。

应用办法

chan 在理论应用时，通常会联合 for 和select

  • for/range – 继续循环

例子：godoc/context

for {
    select {case <-ctx.Done():
        return // returning not to leak the goroutine
    case dst <- n:
        n++
    }
}
  • select – 随机抉择

例子：apache/rocketmq-client-go

select {case <-time.Tick(time.Minute * time.Duration(bp.testMinutes)):
    case <-signalChan:
}

应用案例

  • chan 常见用于传递根本类型和构造体。

自带库：time/After，context/WithCancel

type Timer struct {
    C <-chan Time
    r runtimeTimer
}
type cancelCtx struct {
    Context
    mu       sync.Mutex            // protects following fields
    done     chan struct{}         // created lazily, closed by first cancel call
    children map[canceler]struct{} // set to nil by the first cancel call
    err      error                 // set to non-nil by the first cancel call
}
  • chan 不仅能够传递根本类型与构造体，还能够传递函数。

开源库：ants/worker

type goWorker struct {
    // pool who owns this worker.
    pool *Pool

    // task is a job should be done.
    task chan func()

    // recycleTime will be update when putting a worker back into queue.
    recycleTime time.Time
}
  • 在理论工程中，通常会在主程序入口进行 signal 监听，据此实现平安退出机制。

零碎信号：os/signal

c := make(chan os.Signal, 1)
signal.Notify(c)
s := <-c
fmt.Println("Got signal:", s)

总结：在理论工程代码中，常见三种值类型

  • 根本类型 & 构造体
  • os.Signal
  • func()

工程问题

工程开发中会遇到相似这样的问题：何时应用 chan？比照 mq 如何取舍？

整顿如下几点应用 chan 思考的因素：

  • 所在 goroutine 继续运行：chan 在常驻程序的不同 goroutine 之间传递信息
  • 读写端，在同一程序运行：读写两端解耦但有关联，作为整体对外提供性能
  • 适度缓存，做好失落解决：作为外部信息传递通道，要思考信息失落的状况

引申探讨

无论是工程实际还是面试考查，以下引申话题都值得大家去探索。

  • goroutine：要理解 chan 的原理以及灵便应用 chan，就不可绕过对 goroutine 的深刻了解
  • select: 是 chan 常见的应用搭配，背地的机制值得剖析
  • context：context 是工程中肯定会用到的语法实现，它的背地有 chan 的撑持

mjlzz 备注：文章供大家交换探讨，欢送斧正

相干链接

  1. Golang Channel 最佳实际之根本规定
  2. go101 Channels in Go
  3. golang chan 源码
  4. draveness 的 Go 语言设计与实现
  5. Golang 非阻塞 channel
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