channel 是什么

channel 是GO語(yǔ)言中一種特殊的類(lèi)型，是連接并發(fā)goroutine的管道

channel 通道是可以讓一個(gè) goroutine 協(xié)程發(fā)送特定值到另一個(gè) goroutine 協(xié)程的通信機(jī)制。

關(guān)于 channel 的原理，channel通道需要注意的地方，之前有分享過(guò)，可以查看如下文章

• GO通道和 sync 包的分享
• GO 中 channel 實(shí)現(xiàn)原理

本次，我們主要分享的是關(guān)于 nil channel 通道，有緩沖通道，無(wú)緩沖通道 的常用方法以及巧妙使用的方式

巧用 nil 的 channel 通道

平日里使用的 channel 通道都是使用無(wú)緩沖，或者有緩沖的 channel 通道，或許使用為 nil 的 channel 通道還是比較少，甚至都不知道如何去使用 nil 的 channel 通道

我們先來(lái)看這么一個(gè)例子

• 創(chuàng)建兩個(gè) channel c1, c2 ，數(shù)據(jù)類(lèi)型是 struct{} ，用于占位
• 分別開(kāi)辟兩個(gè)子協(xié)程，其中子協(xié)程 1 在 2 秒之后寫(xiě)入數(shù)據(jù)給到 c1，另外一個(gè)子協(xié)程 2 在 1 秒之后寫(xiě)入數(shù)據(jù)給到 c2
• 主協(xié)程循環(huán)等待阻塞讀取 c1 , c2 里面的數(shù)據(jù)，讀取后將對(duì)應(yīng)的標(biāo)識(shí) ok1 / ok2 置為 true
• 當(dāng) ok1 和 ok2 都為 true 的時(shí)候，退出循環(huán)，結(jié)束程序

func main() {
    c1, c2 := make(chan struct{}), make(chan struct{})
    go func() {
        time.Sleep(time.Second * 2)
        c1 <- struct{}{}
        //close(c1)
    }()
    go func() {
        time.Sleep(time.Second * 1)
        c2 <- struct{}{}
       // close(c2)
    }()
    var (
        ok1 bool
        ok2 bool
    )
    for {
        select {
        case <-c1:
                ok1 = true
                fmt.Println("1")
        case <-c2:
                ok2 = true
                fmt.Println("2")
        }
        if ok1 && ok2 {
                break
        }
    }
    fmt.Println("program termination ... ")
}

運(yùn)行結(jié)果如下：

2
1
program termination ...

看上去效果一切正常，若此時(shí)，我們將上述代碼中的 close(c1) 和 close(c2) 的注釋去掉，我們?cè)俨榭匆幌陆Y(jié)果就回是這樣的：

...
2
2
2
1
program termination ...

出現(xiàn)這樣的問(wèn)題是什么呢？是因?yàn)槲覀?close channel 通道之后，若還對(duì)這個(gè)通道寫(xiě)入數(shù)據(jù)會(huì) panic，若還從這個(gè)通道讀取數(shù)據(jù)會(huì)立即返回該通道類(lèi)型的零值，而不會(huì)阻塞等待數(shù)據(jù)

因此才會(huì)有上述情況，那么這個(gè)時(shí)候，我就可以很好的用好這個(gè) nil 的 channel，咱就可以這樣來(lái)調(diào)整一下關(guān)于通道使用的情況

修改為，從通道中讀取數(shù)據(jù)時(shí)，先判斷通道是否已經(jīng)關(guān)閉，若關(guān)閉則將通道設(shè)置為 nil，若未關(guān)閉，則打印我們從通道中讀取的數(shù)據(jù)（此處模擬直接打印一個(gè)固定的值）

for {
    select {
    case _, ok := <-c1:
        if !ok {
            c1 = nil
        }else{
            fmt.Println("1")
        }
    case _, ok := <-c2:
        if !ok {
            c2 = nil
        }else{
            fmt.Println("2")
        }
    }
    if c1 == nil && c2 == nil {
            break
    }
}

這種時(shí)候，我們就知道對(duì)于從通道中讀取數(shù)據(jù)，先去判斷通道是否關(guān)閉，若通道關(guān)閉了，那么我們直接顯示的給通道設(shè)置為 nil

這里是否會(huì)有這么一個(gè)疑問(wèn)？關(guān)閉通道，通道變量不應(yīng)該就變成 nil 了嗎？為什么我們還要自己去設(shè)置為 nil？

實(shí)際上這就是我們對(duì)于通道的基礎(chǔ)知識(shí)不扎實(shí)了，關(guān)閉通道后，通道本身并不會(huì)變?yōu)?nil。通道變量仍然持有通道的地址，只是通道的狀態(tài)變?yōu)榱艘殃P(guān)閉

巧用無(wú)緩沖 channel 通道

對(duì)于無(wú)緩沖的 channel 通道，只有在對(duì)其進(jìn)行接收操作的 goroutine 協(xié)程和對(duì)其進(jìn)行發(fā)送操作的 goroutine 協(xié)程都存在的情況下，通信才能進(jìn)行，否則單方面的操作會(huì)讓對(duì)應(yīng)的 goroutine 協(xié)程陷入阻塞狀態(tài)，因?yàn)樵?channel 通道沒(méi)有緩沖

使用無(wú)緩沖的 channel 通道，我們可以用在如下幾個(gè)方面

1.信號(hào)傳遞

信號(hào)傳遞我們就可以用在兩個(gè)協(xié)程一對(duì)一的傳遞信號(hào)上面，當(dāng)然我們也可以使用在主協(xié)程主動(dòng)通知所有子協(xié)程關(guān)閉的全場(chǎng)景下，這就是一對(duì)多的傳遞信號(hào)，相關(guān)的 demo 可以在這期文章中有展示

GO 語(yǔ)言的并發(fā)模式

一對(duì)一（一個(gè)發(fā)一個(gè)收）

一對(duì)多（一個(gè)發(fā)多個(gè)收，此處可以是 協(xié)程 1 close 掉 通道，那么 多個(gè)協(xié)程默認(rèn)都能夠讀取到通道的值是零值，此時(shí)多個(gè)子協(xié)程就可以根據(jù)通道的關(guān)閉狀態(tài)來(lái)處理后續(xù)的邏輯）

2.控制同步

GO語(yǔ)言倡導(dǎo)我們不要通過(guò)共享內(nèi)存來(lái)通信，而應(yīng)該通過(guò)通信來(lái)共享內(nèi)存，此處 channel 就是這樣設(shè)計(jì)的，當(dāng)然如果需要有更高的性能，那么我們還是可以使用更加低級(jí)的GO語(yǔ)言原語(yǔ) sync 包中的鎖機(jī)制

可以點(diǎn)擊查看往期文章：sync 鎖機(jī)制

巧用有緩沖 channel 通道

1.用作隊(duì)列

用作隊(duì)列應(yīng)該是比較好理解的，隊(duì)列先入先出 FIFO，給 channel 通道設(shè)置明確的緩沖區(qū)，例如 ch:=make(chan int, 10)

多個(gè)協(xié)程就可以異步的并發(fā)處理該隊(duì)列，由于有緩沖的 channel 通道中有一定的容量，因此，對(duì)于協(xié)程讀取通道中數(shù)據(jù)時(shí)，存在阻塞的情況相對(duì)無(wú)緩沖的通道來(lái)說(shuō)就會(huì)少很多，相應(yīng)的在一定程度上就提升了性能

對(duì)于有緩沖的 channel 通道，channel 通道滿(mǎn)的時(shí)候，寫(xiě)入數(shù)據(jù)會(huì)阻塞，讀取數(shù)據(jù)正常處理， channel 通道空的時(shí)候，寫(xiě)入數(shù)據(jù)正常，讀取數(shù)據(jù)會(huì)阻塞

2.用作信號(hào)量

有緩沖的 channel 通道還可以用來(lái)計(jì)數(shù)，例如我們有 15 個(gè) job，可是目前只有 3 個(gè) worker，那么同一時(shí)間，只會(huì)有 3 個(gè)worker 來(lái)干活，我們就可以使用通道來(lái)查看目前有多少個(gè) worker 在工作，寫(xiě)一個(gè)簡(jiǎn)單的 demo

• 創(chuàng)建 j 和 worker channel 通道，
• 子協(xié)程 1 寫(xiě) 15 個(gè)任務(wù)給到 j 通道中，寫(xiě)完 15 個(gè)任務(wù)到 j 中便關(guān)閉自己的通道（因?yàn)楹罄m(xù)我們需要使用 for...range 的方式讀取通道）
• 使用 sync.WaitGroup 管控開(kāi)辟的 3 個(gè)協(xié)程，模擬 3 個(gè) 工人去干活
• 能夠從寫(xiě)入數(shù)據(jù)到 worker channel 通道中，則開(kāi)始干活，干完之后，從 worker channel 通道中讀出數(shù)據(jù)

func main() {
    j := make(chan int, 15)
    worker := make(chan int, 3)
    go func() {
        for i := 0; i < 15; i++ {
            j <- i
        }
        close(j)
    }()
    var wg sync.WaitGroup
    for job := range j {
        wg.Add(1)
        go func(job int) {
            defer wg.Done()
            worker <- job
            // 模擬干活
            fmt.Println("正在執(zhí)行 job : ", job)
            time.Sleep(time.Second * 1)
            <-worker
        }(job)
    }
    wg.Wait()
    fmt.Println("program termination ... ")
}

感興趣的 xdm 的可以復(fù)制代碼運(yùn)行一下，可以看到效果是 3 個(gè) job 一起打印，間隔 1 秒后，又是 3 個(gè) job 一起打印的

select 和 channel 通道如何結(jié)合使用？

1.心跳

func main() {
    h := time.NewTicker(2 * time.Second)
    defer h.Stop()
    for {
        select {
        case <-h.C:
            // 模擬處理心跳
            fmt.Println("hhh")
        }
    }
}

2.使用 default

select ...default 這個(gè)組合就不必過(guò)多贅述了，就是在我們阻塞讀取通道數(shù)據(jù)時(shí)，若當(dāng)前時(shí)間沒(méi)有從任何一個(gè)通道中讀取到數(shù)據(jù)，則默認(rèn)走 default 里面的邏輯

3.超時(shí)機(jī)制

超時(shí)機(jī)制使用的也是非常頻繁的，很多時(shí)候?yàn)榱朔奖悖赡芪覀儠?huì)使用例如<- time.After(10 * time.Second) 的方式，使用這種方式，GO 語(yǔ)言會(huì)維護(hù)一個(gè)最小堆，當(dāng)時(shí)間到了，通道被喚醒的時(shí)候，就會(huì)從最小堆頂取出 timer 對(duì)象，再執(zhí)行 timer 中的函數(shù)，執(zhí)行完畢之后，自行就會(huì)做刪除，自行就會(huì)做 GC

可是在上述這種方式使用比較多的時(shí)候，會(huì)給程序帶來(lái) GC 的壓力，我們完全可以入如下方式來(lái)實(shí)現(xiàn)超時(shí)機(jī)制，顯示的去做 GC

func main() {
    c := time.NewTimer(10 * time.Second)
    defer c.Stop()
    for {
        select {
        case <-c.C:
            fmt.Println("program overtime ")
            return
        }
    }
}

總結(jié)

本次演示了關(guān)于 nil channel，有緩沖 channel ，無(wú)緩沖 channel ， select 如何與 channel 配合使用，上述 demo 完全可以復(fù)制下來(lái)，xdm 可以自行運(yùn)行，查看效果

以上就是Golang中這些channel用法你了解嗎的詳細(xì)內(nèi)容，更多關(guān)于Go channel的資料請(qǐng)關(guān)注腳本之家其它相關(guān)文章！

最新評(píng)論