Go语言管道

Channel概念

Channel 是Go中的一个核心类型，你可以把它看成一个管道。Channel是引用类型，操作符是箭头 <- 。

Channel 是 CSP 模式的具体实现，用于多个 goroutine 通讯。其内部实现了同步，确保并发安全。

Channel 是线程安全的，先进先出，多个goroutine同时访问，不需要加锁，channel是有类型的，一个整数的channel只能存放整数。

Channel定义

第一种，channel声明

声明int类型的chan

var ch chan int

声明string类型的chan

var ch chan string

声明map类型chan

var ch chan map[int]string

第二种，使用make定义，无缓冲channel

var ch1 chan int = make(chan int)
var ch2 = make(chan int)
ch3 := make(chan int)

第三种，使用make定义，有缓冲channel

var ch1 chan int = make(chan int, 10)
var ch2 = make(chan int, 10)
ch3 := make(chan int, 10)

第四种，只读channel

var ch1 <-chan int
var ch2 <-chan int = make(<-chan int, 10)
var ch3 = make(<-chan int, 10)
ch4 := make(<-chan int, 10)

第五种，只写channel

var ch1 chan<- int
var ch2 chan<- int = make(chan<- int, 10)
var ch3 = make(chan<- int, 10)
ch4 := make(chan<- int, 10)

Channel特点

无缓冲的与有缓冲channel有着重大差别，那就是一个是同步的 一个是非同步的。

比如

无缓冲chan：ch1:=make(chan int)

有缓冲chan：ch2:=make(chan int,1)

无缓冲： ch1<-1 不仅仅是向 c1 通道放 1，而是一直要等有别的携程 <-ch1 接手了这个参数，那么ch1<-1才会继续下去，要不然就一直阻塞着。

有缓冲： ch2<-1 则不会阻塞，因为缓冲大小是1(其实是缓冲大小为0)，只有当放第二个值的时候，第一个还没被人拿走，这时候才会阻塞。

缓冲区是内部属性，并非类型构成要素。

普通 channel 可以隐式转为只读channel或只写channel。

package main

var ch = make(chan int, 3)
var send chan<- int = ch
var recv <-chan int = ch

func main() {

}

只读channel或只写channel不能转为普通 channel。

package main

func main() {
    var send chan<- int
    var recv <-chan int

    ch1 := (chan int)(send)
    ch2 := (chan int)(recv)
}

编译错误：

./main.go:7:19: cannot convert send (type chan<- int) to type chan int
./main.go:8:19: cannot convert recv (type <-chan int) to type chan int

Channel操作

使用内置函数 len() 返回未被读取的缓冲元素数量，使用内置函数 cap() 返回缓冲区大小。

package main

import "fmt"

func main() {
    ch1 := make(chan int)
    ch2 := make(chan int, 3)

    ch2 <- 1

    fmt.Printf("ch1 缓冲元素数量：%v,缓冲区大小：%v
", len(ch1), cap(ch1))
    fmt.Printf("ch2 缓冲元素数量：%v,缓冲区大小：%v
", len(ch2), cap(ch2))
}

运行结果：

ch1 缓冲元素数量：0,缓冲区大小：0
ch2 缓冲元素数量：1,缓冲区大小：3

channel 写入、读取操作：

package main

import "fmt"

func main() {
    ch := make(chan int, 1)
    // 写入chan
    ch <- 99

    // 读取chan
    value, ok := <-ch
    if ok {
        fmt.Printf("读取chan：%v
", value)
    }

}

channel 关闭操作

1、使用内置函数 close() 进行关闭 chan。
2、chan关闭之后，for range遍历chan中已经存在的元素后结束。
3、没有使用for range的写法需要使用，val, ok := <- ch进行判断chan是否关闭。

package main

import "fmt"

func main() {
    ch := make(chan int, 5)

    ch <- 1
    ch <- 2
    ch <- 3

    close(ch)
    for {
        val, ok := <-ch
        if ok == false {
            fmt.Println("chan is closed")
            break
        }
        fmt.Println(val)
    }

注意：向已经关闭的 channel 发送数据会引发 panic 错误。

package main

func main() {
    ch := make(chan int, 1)
    close(ch)
    ch <- 100
}

运行错误：

panic: send on closed channel