Go基础编程 - 09 - 通道（channel）

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Go语言的并发模式：不要通过共享内存来通信，而应该通过通信来共享内存。

Go语言的通道（channel）是一种特殊类型，遵循先进先出（FIFO）的原则，声明channel时需要指定元素类型。

channel是一种通信机制，用于在不同的goroutine之间传递数据。

1. 声明

channel 是一种引用类型，空值是 nil。声明后的 channel 变量是未初始化的，需要使用make函数初始化。

• 声明channel：var 变量 chan 元素类型
• 创建channel：ch := make(chan 元素类型, 缓冲大小)

元素类型：通道中存放的数据类型。

package mainimport "fmt"func main() {// 声明var ch chan intfmt.Println(ch) // <nil>// 初始化ch = make(chan int, 3)
}

2. channel的操作

• 操作符：<-
• 发送（send）：ch <- 元素值
• 接收（receive）：元素值 := <-ch
• 关闭（close）：close(ch)

package mainimport "fmt"func main() {ch := make(chan int, 3)ch <- 1 // 把 1 发送到 chch <- 2ch <- 3//ch <- 4  // 超出缓冲大小：fatal error: all goroutines are asleep - deadlock!i := <-ch  // 从 ch 接收一个值，并赋值给 ifmt.Println(i)<-ch       // 从 ch 接收一个值，并丢弃<-chj, ok := <-ch   // 通道未关闭且无元素值，则堵塞：fatal error: all goroutines are asleep - deadlock!fmt.Printf("i = %d, j = %d, ok = %v\n", i, j, ok)ch <- 4close(ch)   // 关闭通道 ch//ch <- 5     // 通道关闭后，不可再发送：panic: send on closed channelk, ok := <-ch   // 通道关闭后，若通道内还有值，接收依然可以接收通道中的元素。fmt.Printf("k = %d, ok = %v\n", k, ok)m, ok := <-ch   // 通道关闭且无元值，得到对应类型的零值。ok为false说明通道已没有元素值可取了fmt.Printf("k = %d, ok = %v\n", m, ok)
}

关闭后的通道具有以下特点：

1. 通道关闭后，发送操作引发 panic。

2. 通道关闭后，若通道内还有值，接收操作依然可以接收通道中的元素。

3. 通道关闭且没有值，接收操作会得到对应类型的零值。接收表达式可接收两个值，第一个值为接收到的元素值，第二个值为bool类型，如果为false，则说明通道已没有元素值可取了，且通道已关闭。

   注：若通道未关闭且无元素值，接收操作堵塞。

4. 关闭一个已关闭的通道，会引发panic。

3. 无缓冲通道

又称为堵塞通道。无论send还是receive一开始执行就会被堵塞，直到配对的操作也开始执行，才会继续传递。

同步方式传递数据：使用无缓冲通道进行通信将导致发送和接收的goroutine同步化。因此，无缓冲通道也被称为同步通道。

package mainimport "fmt"func main() {ch := make(chan int)go func(c chan int) {ret := <-cfmt.Println("接收成功", ret)}(ch)ch <- 10fmt.Println("发送成功")
}

4. 有缓冲通道

只要通道的容量大于零，那么该通道就是有缓冲的通道，通道的容量表示通道中能存放元素的数量。

获取通道内元素数量：len(ch)

获取通道的容量：cap(ch)

func main() {ch := make(chan int, 10) // 创建一个容量为1的有缓冲区通道ch <- 10fmt.Println("发送成功")
}

异步方式传递数据

5. 如何优雅的从通道循环取值

通过channel发送有限数据时，可以通过close函数关闭通道来告诉通道接收值的goroutine停止等待。

package mainimport "fmt"func main() {ch1 := make(chan int)ch2 := make(chan int)// goroutinego func() {for i := 0; i < 100; i++ {ch1 <- i}close(ch1)}()go func() {for {i, ok := <-ch1  if !ok {    // ok为false，表面通道已关闭且没有元素值可取了break}ch2 <- i * i}close(ch2)}()// 主goroutinefor i := range ch2 { // 通道关闭后会退出for range循环fmt.Println(i)}
}

6. 单向通道

有的时候我们会将通道作为参数在多个任务函数间传递，很多时候我们在不同的任务函数中使用通道都会对其进行限制，比如限制通道在函数中只能发送或只能接收。

Go语言中提供了单向通道来处理这种情况。例如，我们把上面的例子改造如下：

package mainimport "fmt"func counter(out chan<- int) { // 限制out仅为发送通道for i := 0; i < 100; i++ {out <- i}close(out)
}func squarer(out chan<- int, in <-chan int) {for i := range in {out <- i * i}close(out)
}func printer(in <-chan int) {   // in限制为接收通道for i := range in {fmt.Println(i)}
}func main() {ch1 := make(chan int)ch2 := make(chan int)go counter(ch1) // GO语言会自动把双向通道转换为函数所需要的单向通道go squarer(ch2, ch1)printer(ch2)
}

7. 异常总结