淺談golang通道類型
一、什么是通道類型
Go 語言中的通道(channel)是一種特殊的類型。通道像一個傳送帶或者隊列,總是遵循先入先出(First In First Out)的規(guī)則,保證收發(fā)數(shù)據(jù)的順序。每一個通道都是一個具體類型的導管,也就是聲明channel的時候需要為其指定元素類型。
如果說goroutine是Go程序并發(fā)的執(zhí)行體,channel就是它們之間的連接。channel是可以讓一個goroutine發(fā)送特定值到另一個goroutine的通信機制。
二、通道產(chǎn)生的原因
雖然可以使用共享內存進行數(shù)據(jù)交換,但是共享內存在不同的goroutine中容易發(fā)生競態(tài)問題。為了保證數(shù)據(jù)交換的正確性,必須使用互斥量對內存進行加鎖,這種做法勢必造成性能問題。
Go語言的并發(fā)模型是CSP(Communicating Sequential Processes),提倡通過通信共享內存而不是通過共享內存而實現(xiàn)通信。
三、聲明channel
語法:
var 變量 chan 元素類型
例:
var ch1 chan int // 聲明一個傳遞整型的通道 var ch2 chan bool // 聲明一個傳遞布爾型的通道 var ch3 chan []int // 聲明一個傳遞int切片的通道
四、創(chuàng)建channel
語法:
make(chan 元素類型, [緩沖大小])
注意: 聲明的通道后需要使用make函數(shù)初始化之后才能使用。channel的緩沖大小是可選的。
例:
ch4 := make(chan int, 3) ch5 := make(chan bool) ch6 := make(chan []int)
五、channel相關操作
1、發(fā)送值
將一個值發(fā)送到通道中。
例:
ch <- 10 // 把10發(fā)送到ch中
2、接收值
從一個通道中接收值。
例:
x := <- ch // 從ch中接收值并賦值給變量x <-ch // 從ch中接收值,忽略結果
3、關閉通道
例:
close(ch)
3.1 注意
只有在通知接收方goroutine所有的數(shù)據(jù)都發(fā)送完畢的時候才需要關閉通道。通道是可以被垃圾回收機制回收的,它和關閉文件是不一樣的,在結束操作之后關閉文件是必須要做的,但關閉通道不是必須的。
3.2 特點
- 對一個關閉的通道再發(fā)送值就會導致panic。
- 對一個關閉的通道進行接收會一直獲取值直到通道為空。
- 對一個關閉的并且沒有值的通道執(zhí)行接收操作會得到對應類型的零值。
- 關閉一個已經(jīng)關閉的通道會導致panic。
六、通道類型
1、無緩沖通道
無緩沖的通道只有在有人接收值的時候才能發(fā)送值。就像你住的小區(qū)沒有快遞柜和代收點,快遞員給你打電話必須要把這個物品送到你的手中,簡單來說就是無緩沖的通道必須有接收才能發(fā)送。
語法:
ch := make(chan type)
例:
func recv(c chan int) { ret := <-c fmt.Println("接收成功", ret) } func main() { ch := make(chan int) go recv(ch) // 啟用goroutine從通道接收值 ch <- 10 fmt.Println("發(fā)送成功") }
分析: 無緩沖通道上的發(fā)送操作會阻塞,直到另一個goroutine在該通道上執(zhí)行接收操作,這時值才能發(fā)送成功,兩個goroutine將繼續(xù)執(zhí)行。相反,如果接收操作先執(zhí)行,接收方的goroutine將阻塞,直到另一個goroutine在該通道上發(fā)送一個值。
2、有緩沖通道
只要通道的容量大于零,那么該通道就是有緩沖的通道,通道的容量表示通道中能存放元素的數(shù)量。就像你小區(qū)的快遞柜只有那么個多格子,格子滿了就裝不下了,就阻塞了,等到別人取走一個快遞員就能往里面放一個。
語法:
ch := make(chan type, [cap])
例:
func main() { ch := make(chan int, 1) // 創(chuàng)建一個容量為1的有緩沖區(qū)通道 ch <- 10 fmt.Println("發(fā)送成功") }
七、單向通道
有的時候我們會將通道作為參數(shù)在多個任務函數(shù)間傳遞,很多時候我們在不同的任務函數(shù)中使用通道都會對其進行限制,比如限制通道在函數(shù)中只能發(fā)送或只能接收。
語法:
chan<- int 是一個只能發(fā)送的通道,可以發(fā)送但是不能接收;
<-chan int 是一個只能接收的通道,可以接收但是不能發(fā)送。
例:
func counter(out chan<- int) { ? ? 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) { ? ? for i := range in { ? ? ? ? fmt.Println(i) ? ? } } func main() { ? ? ch1 := make(chan int) ? ? ch2 := make(chan int) ? ? go counter(ch1) ? ? go squarer(ch2, ch1) ? ? printer(ch2) }
注意: 在函數(shù)傳參及任何賦值操作中將雙向通道轉換為單向通道是可以的,但反過來是不可以的。
八、從通道循環(huán)取值
例:
// channel 練習 func main() { ch1 := make(chan int) ch2 := make(chan int) // 開啟goroutine將0~100的數(shù)發(fā)送到ch1中 go func() { for i := 0; i < 100; i++ { ch1 <- i } close(ch1) }() // 開啟goroutine從ch1中接收值,并將該值的平方發(fā)送到ch2中 go func() { for { i, ok := <-ch1 // 通道關閉后再取值ok=false if !ok { break } ch2 <- i * i } close(ch2) }() // 在主goroutine中從ch2中接收值打印 for i := range ch2 { // 通道關閉后會退出for range循環(huán) fmt.Println(i) } }
分析: 有兩種方式在接收值的時候判斷通道是否被關閉,我們通常使用的是for range的方式。
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