圖文詳解Go中的channel
channel
Go語言中的通道(channel)是一種特殊的類型。
在任何時候,同時只能有一個 goroutine 訪問通道進行發(fā)送和獲取數據。goroutine 間通過通道就可以通信。
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)數據的順序。
(1)channel本身是一個隊列,先進先出
(2)線程安全,不需要加鎖
(3)本身是有類型的,string, int 等,如果要存多種類型,則定義成 interface類型
(4)channel是引用類型,必須make之后才能使用,一旦 make,它的容量就確定了,不會動態(tài)增加!!它和map,slice不一樣
特點:
(1)一旦初始化容量,就不會改變了。
(2)當寫滿時,不可以寫,取空時,不可以取。
(3)發(fā)送將持續(xù)阻塞直到數據被接收
把數據往通道中發(fā)送時,如果接收方一直都沒有接收,那么發(fā)送操作將持續(xù)阻塞。Go 程序運行時能智能地發(fā)現一些永遠無法發(fā)送成功的語句并做出提示
(4)接收將持續(xù)阻塞直到發(fā)送方發(fā)送數據。
如果接收方接收時,通道中沒有發(fā)送方發(fā)送數據,接收方也會發(fā)生阻塞,直到發(fā)送方發(fā)送數據為止。
(5)每次接收一個元素。
通道一次只能接收一個數據元素。
1、關于 channel的聲明和使用的代碼:
package main
import (
"fmt"
)
func main() {
//演示一下管道的使用
//1. 創(chuàng)建一個可以存放3個int類型的管道
var intChan chan int
intChan = make(chan int, 3)
//2. 看看intChan是什么
fmt.Printf("intChan 的值=%v intChan本身的地址=%p\n", intChan, &intChan)
//3. 向管道寫入數據
intChan<- 10
num := 211
intChan<- num
intChan<- 50
// //如果從channel取出數據后,可以繼續(xù)放入
<-intChan
intChan<- 98//注意點, 當我們給管寫入數據時,不能超過其容量
//4. 看看管道的長度和cap(容量)
fmt.Printf("channel len= %v cap=%v \n", len(intChan), cap(intChan)) // 3, 3
//5. 從管道中讀取數據
var num2 int
num2 = <-intChan
fmt.Println("num2=", num2)
fmt.Printf("channel len= %v cap=%v \n", len(intChan), cap(intChan)) // 2, 3
//6. 在沒有使用協程的情況下,如果我們的管道數據已經全部取出,再取就會報告 deadlock
num3 := <-intChan
num4 := <-intChan
//num5 := <-intChan
fmt.Println("num3=", num3, "num4=", num4/*, "num5=", num5*/)
}
fmt.Printf("intChan 的值=%v intChan本身的地址=%p\n", intChan, &intChan)
這句代碼顯示:channel其實和指針一樣,本身存放在一個內存單元中,有它的地址,而它的值是一個 int類型的地址。
2、注意空接口類型的 channel
package main
import (
"fmt"
)
type Cat struct {
Name string
Age int
}
func main() {
//定義一個存放任意數據類型的管道 3個數據
//var allChan chan interface{}
allChan := make(chan interface{}, 3)
allChan<- 10
allChan<- "tom jack"
cat := Cat{"小花貓", 4}
allChan<- cat
//我們希望獲得到管道中的第三個元素,則先將前2個推出
<-allChan
<-allChan
newCat := <-allChan //從管道中取出的Cat是什么?
fmt.Printf("newCat=%T , newCat=%v\n", newCat, newCat)
//下面的寫法是錯誤的!編譯不通過
//fmt.Printf("newCat.Name=%v", newCat.Name)
//使用類型斷言
a := newCat.(Cat)
fmt.Printf("newCat.Name=%v", a.Name)
}
定義 interface類型的空接口,可以接收任意類型的數據,但是在取出來的時候,必須斷言!
a := newCat.(Cat)
3、channel的關閉:close( )
關閉之后,不能再寫入,只能讀。
只能由發(fā)送者執(zhí)行這句代碼
4、channel的遍歷: for … range
通道的數據接收一共有以下 4 種寫法。
1.阻塞接收數據
阻塞模式接收數據時,將接收變量作為<-操作符的左值,格式如下:
data := <-ch
執(zhí)行該語句時將會阻塞,直到接收到數據并賦值給 data 變量。
2.非阻塞接收數據(有問題啊,還是會報錯deadlock)
使用非阻塞方式從通道接收數據時,語句不會發(fā)生阻塞,格式如下:
data, ok := <-ch
data:表示接收到的數據。未接收到數據時,data 為通道類型的零值。
ok:表示是否接收到數據。
非阻塞的通道接收方法可能造成高的 CPU 占用,因此使用非常少。如果需要實現接收超時檢測,可以配合 select 和計時器 channel進行,可以參見后面的內容。
3.接收任意數據,忽略接收的數據
阻塞接收數據后,忽略從通道返回的數據,格式如下:
<-ch
執(zhí)行該語句時將會發(fā)生阻塞,直到接收到數據,但接收到的數據會被忽略。這個方式實際上只是通過通道在 goroutine 間阻塞收發(fā)實現并發(fā)同步。
使用通道做并發(fā)同步的寫法,可以參考下面的例子:
package main
import (
"fmt"
)
func main() {
// 構建一個通道
ch := make(chan int)
// 開啟一個并發(fā)匿名函數
go func() {
fmt.Println("start goroutine")
// 通過通道通知main的goroutine
ch <- 0
fmt.Println("exit goroutine")
}()
fmt.Println("wait goroutine")
// 等待匿名goroutine
<-ch
fmt.Println("all done")
}
4.循環(huán)接收
通道的數據接收可以借用 for range 語句進行多個元素的接收操作,格式如下:
for data := range ch {
}
通道 ch 是可以進行遍歷的,遍歷的結果就是接收到的數據。數據類型就是通道的數據類型。通過 for 遍歷獲得的變量只有一個,即上面例子中的 data。
package main
import (
"fmt"
)
func main() {
intChan := make(chan int, 3)
intChan<- 100
intChan<- 200
close(intChan) // close
//這時不能夠再寫入數到channel
//intChan<- 300
fmt.Println("okook~")
//當管道關閉后,讀取數據是可以的
n1 := <-intChan
fmt.Println("n1=", n1)
//遍歷管道
intChan2 := make(chan int, 100)
for i := 0; i < 100; i++ {
intChan2<- i * 2 //放入100個數據到管道
}
//遍歷管道不能使用普通的 for 循環(huán)
// for i := 0; i < len(intChan2); i++ {
// }
//在遍歷時,如果channel沒有關閉,則會出現deadlock的錯誤
//在遍歷時,如果channel已經關閉,則會正常遍歷數據,遍歷完后,就會退出遍歷
close(intChan2)
for v := range intChan2 { //沒有下標
fmt.Println("v=", v)
}
}
在遍歷管道之前要先關閉管道,不然會出現deadlock的錯誤
應用1


開兩個管道;
當寫協程完成工作之后,close數據管道,讀協程對數據管道 intChan的數據讀完之后,就向退出管道 exitChan 寫入一個 true,close掉;
主線程循環(huán)檢測退出管道里是否有數據,如果有,說明讀協程完成,主程序就可以退出了。
package main
import (
"fmt"
)
//write Data
func writeData(intChan chan int) {
for i := 1; i <= 50; i++ {
//放入數據
intChan <- i //
fmt.Println("writeData ", i)
//time.Sleep(time.Second)
}
close(intChan) //關閉
}
//read data
func readData(intChan chan int, exitChan chan bool) {
for {
v, ok := <-intChan
if !ok {
break
}
// time.Sleep(time.Second)
fmt.Printf("readData 讀到數據=%v\n", v)
}
//readData 讀取完數據后,即任務完成
exitChan <- true
close(exitChan)
}
func main() {
//創(chuàng)建兩個管道
intChan := make(chan int, 10)
exitChan := make(chan bool, 1)
go writeData(intChan)
go readData(intChan, exitChan)
//time.Sleep(time.Second * 10)
for {
_, ok := <-exitChan
if !ok {
break
}
}
}
應用2


定義三個管道:
- intChan :放8000個數
- primeChan:放素數
- exitChan :4個協程運行完畢的標志
package main
import (
"fmt"
"time"
)
//向 intChan放入 1-8000個數
func putNum(intChan chan int) {
for i := 1; i <= 80000; i++ {
intChan <- i
}
//關閉intChan
close(intChan)
}
// 從 intChan取出數據,并判斷是否為素數,如果是,就
// //放入到primeChan
func primeNum(intChan chan int, primeChan chan int, exitChan chan bool) {
//使用for 循環(huán)
// var num int
var flag bool //
for {
//time.Sleep(time.Millisecond * 10)
num, ok := <-intChan //intChan 取不到..
if !ok {
break
}
flag = true //假設是素數
//判斷num是不是素數
for i := 2; i < num; i++ {
if num%i == 0 { //說明該num不是素數
flag = false
break
}
}
if flag {
//將這個數就放入到primeChan
primeChan <- num
}
}
fmt.Println("有一個primeNum 協程因為取不到數據,退出")
//這里我們還不能關閉 primeChan
//向 exitChan 寫入true
exitChan <- true
}
func main() {
intChan := make(chan int, 1000)
primeChan := make(chan int, 20000) //放入結果
//標識退出的管道
exitChan := make(chan bool, 4) // 4個
start := time.Now().Unix()
//開啟一個協程,向 intChan放入 1-8000個數
go putNum(intChan)
//開啟4個協程,從 intChan取出數據,并判斷是否為素數,如果是,就
//放入到primeChan
for i := 0; i < 4; i++ {
go primeNum(intChan, primeChan, exitChan)
}
//這里我們主線程,進行處理
//直接
go func() {
for i := 0; i < 4; i++ {
<-exitChan
}
end := time.Now().Unix()
fmt.Println("使用協程耗時=", end-start)
//當我們從exitChan 取出了4個結果,就可以放心的關閉 prprimeChan
close(primeChan)
}()
//遍歷我們的 primeChan ,把結果取出
for {
res, ok := <-primeChan
if !ok {
break
}
//將結果輸出
fmt.Printf("素數=%d\n", res)
}
fmt.Println("main線程退出")
}
有一個primeNum 協程因為取不到數據,退出
有一個primeNum 協程因為取不到數據,退出
有一個primeNum 協程因為取不到數據,退出
有一個primeNum 協程因為取不到數據,退出
使用協程耗時= 3
main線程退出
存數字和計算素數比較簡單,不提
開啟4個協程,運算素數,效率比單個線程高幾倍!
go func() {
for i := 0; i < 4; i++ {
<-exitChan
}
end := time.Now().Unix()
fmt.Println("使用協程耗時=", end-start)
//當我們從exitChan 取出了4個結果,就可以放心的關閉 prprimeChan
close(primeChan)
}()
這里定義了一個匿名協程,作用是檢測4個協程 有沒有完成運行,取不出來就會阻塞,等待協程完成。也可以這樣:
if len(exitChan) == 4
總結
到此這篇關于圖文詳解Go中的channel的文章就介紹到這了,更多相關Go中channel內容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關文章希望大家以后多多支持腳本之家!

