快捷導(dǎo)航

Go語(yǔ)言入門學(xué)習(xí)之Channel通道詳解

更新時(shí)間：2022年07月24日 10:22:20 作者：鹿魚(yú)

go routine可以使用channel來(lái)進(jìn)行通信,使用通信的手段來(lái)共享內(nèi)存,下面這篇文章主要給大家介紹了關(guān)于Go語(yǔ)言入門學(xué)習(xí)之Channel通道的相關(guān)資料,文中通過(guò)示例代碼介紹的非常詳細(xì),需要的朋友可以參考下

前言

不同于傳統(tǒng)的多線程并發(fā)模型使用共享內(nèi)存來(lái)實(shí)現(xiàn)線程間通信的方式，go 是通過(guò) channel 進(jìn)行協(xié)程 (goroutine) 之間的通信來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。

channel，就是一個(gè)管道，可以想像成 Go 協(xié)程之間通信的管道。它是一種隊(duì)列式的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，遵循先入先出的規(guī)則。

通道的聲明

每個(gè)通道都只能傳遞一種數(shù)據(jù)類型的數(shù)據(jù)，聲明時(shí)需要指定通道的類型。chan Type 表示 Type 類型的通道。通道的零值為 nil 。

var channel_name chan channel_types

var str chan string

通道的初始化

聲明完通道后，通道的值為 nil ，不能直接使用，使用 make 函數(shù)對(duì)通道進(jìn)行初始化操作。

channel_name = make(chan channel_type)

str = make(chan string)

或者

str := make(chan string)

發(fā)送和接收數(shù)據(jù)

發(fā)送數(shù)據(jù)，把 data 數(shù)據(jù)發(fā)送到 channel_name 通道中。

channel_name <- data

接收數(shù)據(jù)，從 channel_name 通道中接收數(shù)據(jù)到 value。

value := <- channel_name

func PrintFunc(c chan string) {
   c <- "往通道里面?zhèn)鲾?shù)據(jù)"
}

func main() {
   str := make(chan string)
   fmt.Println("start")
   go PrintFunc(str)
   result := <-str
   fmt.Println(result)
   fmt.Println("end")
}

發(fā)送與接收默認(rèn)是阻塞的。如果從通道接收數(shù)據(jù)沒(méi)接收完主協(xié)程是不會(huì)繼續(xù)執(zhí)行下去的。當(dāng)把數(shù)據(jù)發(fā)送到通道時(shí)，會(huì)在發(fā)送數(shù)據(jù)的語(yǔ)句處發(fā)生阻塞，直到有其它協(xié)程從通道讀取到數(shù)據(jù)，才會(huì)解除阻塞。與此類似，當(dāng)讀取通道的數(shù)據(jù)時(shí)，如果沒(méi)有其它的協(xié)程把數(shù)據(jù)寫(xiě)入到這個(gè)通道，那么讀取過(guò)程就會(huì)一直阻塞著。

通道的關(guān)閉

對(duì)于一個(gè)已經(jīng)使用完畢的通道，我們要將其進(jìn)行關(guān)閉。對(duì)于一個(gè)已經(jīng)關(guān)閉的通道如果再次關(guān)閉會(huì)導(dǎo)致報(bào)錯(cuò)。

close(channel_name)

可以在接收數(shù)據(jù)時(shí)，判斷通道是否已經(jīng)關(guān)閉，從通道讀取數(shù)據(jù)返回的第二個(gè)值表示通道是否沒(méi)被關(guān)閉，如果已經(jīng)關(guān)閉，返回值為 false ；如果還未關(guān)閉，返回值為 true 。

value, ok := <- channel_name

通道的容量與長(zhǎng)度

通道可以設(shè)置緩沖區(qū)，通過(guò) make 的第二個(gè)參數(shù)指定緩沖區(qū)大小

ch := make(chan int, 100)

0：通道中不能存放數(shù)據(jù)，在發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，必須要求立馬接收，否則會(huì)報(bào)錯(cuò)。此時(shí)的通道稱之為無(wú)緩沖通道。
1：通道只能緩存一個(gè)數(shù)據(jù)，若通道中已有一個(gè)數(shù)據(jù)，此時(shí)再往里發(fā)送數(shù)據(jù)，會(huì)造成程序阻塞。利用這點(diǎn)可以利用通道來(lái)做鎖。
大于 1 ：通道中可以存放多個(gè)數(shù)據(jù)，可以用于多個(gè)協(xié)程之間的通信管道，共享資源。

通過(guò) cap 函數(shù)和 len 函數(shù)獲取通道的容量和長(zhǎng)度。

func main() {
   // 創(chuàng)建一個(gè)通道
   c := make(chan int, 5)
   fmt.Println("初始化：")
   fmt.Println("cap：", cap(c))
   fmt.Println("len：", len(c))
   c <- 1
   c <- 2
   c <- 3
   fmt.Println("傳入數(shù)據(jù)：")
   fmt.Println("cap：", cap(c))
   fmt.Println("len：", len(c))
   <-c
   fmt.Println("取出一個(gè)數(shù)：")
   fmt.Println("cap：", cap(c))
   fmt.Println("len：", len(c))
}

緩沖通道與無(wú)緩沖通道

帶緩沖區(qū)的通道允許發(fā)送端的數(shù)據(jù)發(fā)送和接收端的數(shù)據(jù)獲取處于異步狀態(tài)，就是說(shuō)發(fā)送端發(fā)送的數(shù)據(jù)可以放在緩沖區(qū)里面，可以等待接收端去獲取數(shù)據(jù)，而不是立刻需要接收端去獲取數(shù)據(jù)。

不過(guò)由于緩沖區(qū)的大小是有限的，所以還是必須有接收端來(lái)接收數(shù)據(jù)的，否則緩沖區(qū)一滿，數(shù)據(jù)發(fā)送端就無(wú)法再發(fā)送數(shù)據(jù)了。

通道不帶緩沖，發(fā)送方會(huì)阻塞直到接收方從通道中接收了值。如果通道帶緩沖，發(fā)送方則會(huì)阻塞直到發(fā)送的值被拷貝到緩沖區(qū)內(nèi)；如果緩沖區(qū)已滿，則意味著需要等待直到某個(gè)接收方獲取到一個(gè)值。接收方在有值可以接收之前會(huì)一直阻塞。

c := make(chan int) 
// 或者 
c := make(chan int, 0)

緩沖通道允許通道里存儲(chǔ)一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)，設(shè)置緩沖區(qū)后，發(fā)送端和接收端可以處于異步的狀態(tài)。

c := make(chan int, 3)

雙向通道和單向通道

雙向通道：既可以發(fā)送數(shù)據(jù)也可以接收數(shù)據(jù)

func main() {
   // 創(chuàng)建一個(gè)通道
   c := make(chan int)

   // 發(fā)送數(shù)據(jù)
   go func() {
      fmt.Println("send: 1")
      c <- 1
   }()

   // 接收數(shù)據(jù)
   go func() {
      n := <-c
      fmt.Println("receive:", n)
   }()

   // 主協(xié)程休眠
   time.Sleep(time.Millisecond)
}

單向通道：只能發(fā)送或者接收數(shù)據(jù)。具體細(xì)分為只讀通道和只寫(xiě)通道。

<-chan 表示只讀通道：

// 定義只讀通道
c := make(chan string)
// 定義類型
type Receiver = <-chan string
var receiver Receiver = c

// 或者簡(jiǎn)單寫(xiě)成下面的形式
type Receiver = <-chan int
receiver := make(Receiver)

chan<- 表示只寫(xiě)通道：

// 定義只寫(xiě)通道
c := make(chan int)
// 定義類型
type Sender = chan<- int
var sender Sender = c

// 或者簡(jiǎn)單寫(xiě)成下面的形式
type Sender = chan<- int
sender := make(Sender)

package main

import (
   "fmt"
   "time"
)

// Sender 只寫(xiě)通道類型
type Sender = chan<- string

// Receiver 只讀通道類型
type Receiver = <-chan string

func main() {
   // 創(chuàng)建一個(gè)雙向通道
   var ch = make(chan string)

   // 開(kāi)啟一個(gè)協(xié)程
   go func() {
      // 只寫(xiě)通道
      var sender Sender = ch
      fmt.Println("write only start:")
      sender <- "Go"
   }()

   // 開(kāi)啟一個(gè)協(xié)程
   go func() {
      // 只讀通道
      var receiver Receiver = ch
      message := <-receiver
      fmt.Println("readonly start: ", message)
   }()

   time.Sleep(time.Millisecond)
}

遍歷通道

使用 for range 循環(huán)可以遍歷通道，但在遍歷時(shí)要確保通道是處于關(guān)閉狀態(tài)，否則循環(huán)會(huì)被阻塞。

package main

import (
   "fmt"
)

func loopPrint(c chan int) {
   for i := 0; i < 10; i++ {
      c <- i
   }
   // 記得要關(guān)閉通道
   // 否則主協(xié)程遍歷完不會(huì)結(jié)束，而會(huì)阻塞
   close(c)
}

func main() {
   // 創(chuàng)建一個(gè)通道
   var ch2 = make(chan int, 5)
   go loopPrint(ch2)
   for v := range ch2 {
      fmt.Println(v)
   }
}

fibonacci 數(shù)列

package main

import (
   "fmt"
)

func fibonacci(n int, c chan int) {
   x, y := 0, 1
   for i := 0; i < n; i++ {
      c <- x
      x, y = y, x+y
   }
   close(c)
}

func main() {
   c := make(chan int, 10)
   go fibonacci(cap(c), c)
   // range 函數(shù)遍歷每個(gè)從通道接收到的數(shù)據(jù)，因?yàn)?c 在發(fā)送完 10 個(gè)
   // 數(shù)據(jù)之后就關(guān)閉了通道，所以這里我們 range 函數(shù)在接收到 10 個(gè)數(shù)據(jù)
   // 之后就結(jié)束了。如果上面的 c 通道不關(guān)閉，那么 range 函數(shù)就不
   // 會(huì)結(jié)束，從而在接收第 11 個(gè)數(shù)據(jù)的時(shí)候就阻塞了。
   for i := range c {
      fmt.Println(i)
   }
}