快捷導(dǎo)航

詳解Golang中Channel的用法

更新時(shí)間：2020年11月09日 17:08:03 作者：極速蝸蝸

如果說goroutine是Go語言程序的并發(fā)體的話,那么channels則是它們之間的通信機(jī)制。這篇文章主要介紹Golang中Channel的用法,需要的朋友可以參考下

如果說goroutine是Go語言程序的并發(fā)體的話,那么channels則是它們之間的通信機(jī)制。一個(gè)channel是一個(gè)通信機(jī)制，它可以讓一個(gè)goroutine通過它給另一個(gè)goroutine發(fā)送值信息。

1 創(chuàng)建channel

每個(gè)channel都有一個(gè)特殊的類型,也就是channels可發(fā)送數(shù)據(jù)的類型。一個(gè)可以發(fā)送int類型數(shù)據(jù)
的channel一般寫為chan int。使用內(nèi)置的make函數(shù)，如果第二個(gè)參數(shù)大于0，則表示創(chuàng)建一個(gè)帶緩存的channel。

ch := make(chan int) // ch has type 'chan int'
ch = make(chan int, 3) // buffered channel with capacity 3

2 channel的發(fā)送和接受

一個(gè)發(fā)送語句將一個(gè)值從一個(gè)goroutine通過channel發(fā)送到另一個(gè)執(zhí)行接收操作的goroutine。發(fā)送和接收兩個(gè)操作都使用<-運(yùn)算符。在發(fā)送語句中，<-運(yùn)算符分割channel和要發(fā)送的值。在接收語句中，<-運(yùn)算符寫在channel對象之前。一個(gè)不使用接收結(jié)果的接收操作也是合法的。

ch <- x
// a send statement
x = <-ch // a receive expression in an assignment statement
<-ch
// a receive statement; result is discarded

3 channel的close

Channel還支持close操作,用于關(guān)閉channel,隨后對基于該channel的任何發(fā)送操作都將導(dǎo)致panic異常。對一個(gè)已經(jīng)被close過的channel進(jìn)行接收操作依然可以接受到之前已經(jīng)成功發(fā)送的數(shù)據(jù)，如果channel中已經(jīng)沒有數(shù)據(jù)的話將產(chǎn)生一個(gè)零值的數(shù)據(jù)。使用內(nèi)置的close函數(shù)就可以關(guān)閉一個(gè)channel:

close(ch)

4 不帶緩存的Channels

一個(gè)基于無緩存Channels的發(fā)送操作將導(dǎo)致發(fā)送者goroutine阻塞，直到另一個(gè)goroutine在相同的Channels上執(zhí)行接收操作，當(dāng)發(fā)送的值通過Channels成功傳輸之后，兩個(gè)goroutine可以繼續(xù)執(zhí)行后面的語句。反之，如果接收操作先發(fā)生,那么接收者goroutine也將阻塞,直到有另一個(gè)goroutine在相同的Channels上執(zhí)行發(fā)送操作。
基于無緩存Channels的發(fā)送和接收操作將導(dǎo)致兩個(gè)goroutine做一次同步操作。因?yàn)檫@個(gè)原因，無緩存Channels有時(shí)候也被稱為同步Channels。

5 串聯(lián)的Channels

Channels也可以用于將多個(gè)goroutine連接在一起，一個(gè)Channel的輸出作為下一個(gè)Channel的輸入。這種串聯(lián)的Channels就是所謂的管道(pipeline)。

func main() {
	naturals := make(chan int)
	squares := make(chan int)
	// Counter
	go func() {
		for x := 0; x < 100; x++ {
			naturals <- x
		}
		close(naturals)
	}()
	// Squarer
	go func() {
		for x := range naturals {
			squares <- x * x
		}
		close(squares)
	}()
	// Printer (in main goroutine)
	for x := range squares {
		fmt.Println(x)
	}
}

當(dāng)一個(gè)被關(guān)閉的channel中已經(jīng)發(fā)送的數(shù)據(jù)都被成功接收后，后續(xù)的接收操作將不再阻塞，它們會(huì)立即返回一個(gè)零值。
Go語言的range循環(huán)可直接在channels上面迭代。使用range循環(huán)依次從channel接收數(shù)據(jù)，當(dāng)channel被關(guān)閉并且沒有值可接收時(shí)跳出循環(huán)。

6 單方向的Channels

為了防止被濫用,Go語言的類型系統(tǒng)提供了單方向的channel類型，分別用于只發(fā)送或只接收的channel。類型<-chan int表示一個(gè)只接收int的channel， chan<- int表示一個(gè)只發(fā)送int的channel，(箭頭<-和關(guān)鍵字chan的相對位置表明了channel的方向。)，這種限制將在編譯期檢測。

func counter(out chan<- int) {
	for x := 0; x < 100; x++ {
			out <- x
		}
		close(out)
	}
	func squarer(out chan<- int, in <-chan int) {
		for v := range in {
			out <- v * v
		}
		close(out)
	}
	func printer(in <-chan int) {
		for v := range in {
			fmt.Println(v)
		}
	}
	func main() {
		naturals := make(chan int)
		squares := make(chan int)
		go counter(naturals)
		go squarer(squares, naturals)
		printer(squares)
}

7 帶緩存的Channels

帶緩存的Channel內(nèi)部持有一個(gè)元素隊(duì)列。隊(duì)列的最大容量是在調(diào)用make函數(shù)創(chuàng)建channel時(shí)通過第二個(gè)參數(shù)指定的。
向緩存Channel的發(fā)送操作就是向內(nèi)部緩存隊(duì)列的尾部插入元素，接收操作則是從隊(duì)列的頭部刪除元素。如果內(nèi)部緩存隊(duì)列是滿的，那么發(fā)送操作將阻塞直到因另一個(gè)goroutine執(zhí)行接收操作而釋放了新的隊(duì)列空間。相反，如果channel是空的，接收操作將阻塞直到有另一個(gè)goroutine執(zhí)行發(fā)送操作而向隊(duì)列插入元素。