背景

Go内置的数据结构channel置信大家都很相熟，channel在Go语言里表演了十分重要的角色。

  • channel能够帮忙实现goroutine之间的通信和同步。
  • Go语言通过goroutine和channel实现了CSP(Communicating Sequencial Process)模型。

Go语言的发明人之一Robe Pike说过上面这句话：

Don't communicate by sharing memory, share memory by communicating.

这句话里暗藏的含意其实是心愿Go开发者应用channel来实现goroutine之间的通信。

channel分为2种类型：

  • bi-directional channel(双向channel)：既能够往channel里发送数据，也能够从channel接收数据

  • uni-directional channel(单向channel)

    • send-only channel：只能往channel发送数据，不能从channel接收数据，否则会编译报错
    • receive-only channel：只能从channel接收数据，不能往channel发送数据，否则会编译报错

单向channel的一个典型应用场景是作为函数或办法参数，用来管制只能往channel发送数据或者只能从channel接收数据，防止误操作。

package mainimport (    "fmt")// send-only channelfunc testSendChan(c chan<- int) {    c <- 20}// receive-only channelfunc testRecvChan(c <-chan int) {    result := <-c    fmt.Println("result:", result)}func main() {    ch := make(chan int, 3)    testSendChan(ch)    testRecvChan(ch)}

比方下面这段程序，testSendChan的参数是一个send-only channel，testRecvChan的参数是一个receive-only channel。

实参ch是一个双向channel，Go runtime会把双向channel转换成单向channel传给对应的函数。

问题

下面的例子是单向channel作为函数形参，双向channel作为函数实参，make函数创立的是一个双向channel。

那咱们能够用make来创立单向channel么？make创立的单向channel有理论应用场景么？有潜在的坑么？

咱们先看看如下2道题目：

题目1

ch := make(<-chan int)close(ch)fmt.Println("ok")
  • A: 打印ok
  • B: 运行时报错：fatal error - deadlock
  • C: 运行时报错：painic
  • D: 编译失败

题目2

c := make(chan<- int)close(c)fmt.Println("ok")
  • A: 打印ok
  • B: 运行时报错：fatal error - deadlock
  • C: 运行时报错：painic
  • D: 编译失败

大家能够先略微进展一下，想想这2道题的答案会是什么。

解析

答案

  • 题目1的答案是D，题目1创立了一个receive-only channel，只能从channel里接管值，不能往channel里发送值。

    对于receive-only channel不能close，如果做close操作，会有如下报错：

./main.go:9:7: invalid operation: close(ch) (cannot close receive-only channel)

  • 题目2的答案是A，题目2创立了一个send-only channel，只能往channel里发送值，不能从channel里接管值。

    对于send-only channel能够失常close。

为什么receive-only channel不能close，然而send-only channel能够close呢？

这是因为receive-only channel示意只能从这个channel里接收数据，应用方对这个channel只有读权限，对channel没有写权限，即不能往channel发送数据或者对channel做close操作。

所以题目1的答案是D，题目2的答案是A。

衍生问题

// send-only channelfunc testSendChan(c chan<- int) {    c <- 20}// receive-only channelfunc testRecvChan(c <-chan int) {    result := <-c    fmt.Println("result:", result)}func main() {    ch := make(chan int, 3)    testSendChan(ch)    testRecvChan(ch)}

下面这段代码是单向channel的典型应用场景，函数实参是双向channel，函数参数是单向channel，咱们能够通过send-only channel往channel发送数据，通过receive-only channel从channel里接收数据，这个很好了解。然而要留神的是这里的函数实参是双向channel。

仔细的开发者可能有个疑难，对于下面的2道题目，make创立的是单向channel，要么只能往这个channel里发数据，要么只能从这个channel接收数据，而不像下面代码里make创立的channel是个双向channel。

问题来了，对于make创立的单向channel，有理论用处么？

比方make(chan<- int)创立的send-only channel，只能往这个channel发数据，没方法从这个channel里读数据，有啥用么？

比方make(<-chan int)创立的receive-only channel，只能从这个channel里收数据，没方法往这个channel里发数据，有啥用么？

对于这个问题，其实Go语言的大佬之间也产生过比拟大的争议。

Golang团队的Brad Fitzpatrick就埋怨过，认为编译器应该间接对make创立单向channel报错，因为make创立的单向channel没啥用。

I'm surprised the compiler permits create send- or receive-only channels:------package mainimport "fmt"func main() {    c := make(<-chan int)    fmt.Printf("%T\n", c)}------Is that an accident?I can't see what utility they'd have.

Go语言负责人Russ Cox给的反馈是：认为没有明确理由让编译器禁止make创立单向channel，因为对单向channel如果有非法的操作，编译器还是会报错，而且让编译器间接禁止make创立单向channel会减少Go设计的复杂性，没有必要，得失相当。

I can't see a reason to disallow it either though.All I am saying is that explicitly disallowing it addscomplexity to the spec that seems unnecessary.What bugs or problems does it avoid to make thisspecial exclusion in the rules for make?Russ

举荐浏览

  • Go Quiz: 从Go面试题看channel的注意事项
  • Go Quiz: 从Go面试题看channel在select场景下的注意事项

总结

  1. 对于无缓冲区的channel，往channel发送数据和从channel接收数据都会阻塞。

  2. 对于nil channel和有缓冲区的channel，收发数据的机制如下表所示：

    channelnil空的非空非满满了
    往channel发送数据阻塞发送胜利发送胜利阻塞
    从channel接收数据阻塞阻塞接管胜利接管胜利
    敞开channelpanic敞开胜利敞开胜利敞开胜利

  3. channel被敞开后：

    • 往被敞开的channel发送数据会触发panic。

    • 从被敞开的channel接收数据，会先读完channel里的数据。如果数据读完了，持续从channel读数据会拿到channel里存储的元素类型的零值。

      data, ok := <- c

      对于下面的代码，如果channel c敞开了，持续从c里读数据，当c里还有数据时，data就是对应读到的值，ok的值是true。如果c的数据曾经读完了，那data就是零值，ok的值是false。

    • channel被敞开后，如果再次敞开，会引发panic。

  4. select的运行机制如下：

    • 选取一个可执行不阻塞的case分支，如果多个case分支都不阻塞，会随机选一个case分支执行，和case分支在代码里写的程序没关系。
    • 如果所有case分支都阻塞，会进入default分支执行。
    • 如果没有default分支，那select会阻塞，直到有一个case分支不阻塞。

开源地址

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References

  • https://twitter.com/val_delep...
  • https://github.com/golang/go/...