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詳解Golang中channel的實(shí)現(xiàn)

更新時(shí)間：2023年09月13日 09:44:24 作者：mjiarong

channel俗稱管道,用于數(shù)據(jù)傳遞或數(shù)據(jù)共享,其本質(zhì)是一個(gè)先進(jìn)先出的隊(duì)列,使用goroutine+channel進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊簡(jiǎn)單高效,同時(shí)也線程安全,本文就給大家講講Golang中channel的實(shí)現(xiàn),需要的朋友可以參考下

1、channel的基本概念

channel俗稱管道，用于數(shù)據(jù)傳遞或數(shù)據(jù)共享，其本質(zhì)是一個(gè)先進(jìn)先出的隊(duì)列，使用goroutine+channel進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊簡(jiǎn)單高效，同時(shí)也線程安全，多個(gè)goroutine可同時(shí)修改一個(gè)channel，不需要加鎖。

channel可分為三種類型：

只讀channel：只能讀channel里面數(shù)據(jù)，不可寫入
只寫channel：只能寫數(shù)據(jù)，不可讀
一般channel：可讀可寫

2、channel的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

type hchan struct {
    qcount uint // 隊(duì)列中元素個(gè)數(shù) 
    dataqsiz uint // 循環(huán)隊(duì)列的大小 
    buf unsafe.Pointer // 指向循環(huán)隊(duì)列 
    elemsize uint16 // 通道里面的元素大小 
    closed uint32 // 通道關(guān)閉的標(biāo)志 
    elemtype *_type // 通道元素的類型 
    sendx uint // 待發(fā)送的索引，即循環(huán)隊(duì)列中的隊(duì)尾指針front 
    recvx uint // 待讀取的索引，即循環(huán)隊(duì)列中的隊(duì)頭指針rear 
    recvq waitq // 接收等待隊(duì)列 
    sendq waitq // 發(fā)送等待隊(duì)列 
    lock mutex // 互斥鎖 
}

3、channel的hchan結(jié)構(gòu)圖

hchan結(jié)構(gòu)體中的buf指向一個(gè)數(shù)組，用來實(shí)現(xiàn)循環(huán)隊(duì)列，sendx是循環(huán)隊(duì)列的隊(duì)尾指針，recvx是循環(huán)隊(duì)列的隊(duì)頭指針。dataqsize是緩存型通道的大小，qcount是記錄通道內(nèi)元素個(gè)數(shù)。

循環(huán)隊(duì)列一般使用空余單元法來解決隊(duì)空和隊(duì)滿時(shí)候都存在font=rear帶來的二義性問題，但這樣會(huì)浪費(fèi)一個(gè)單元。golang的channel中是通過增加qcount字段記錄隊(duì)列長(zhǎng)度來解決二義性，一方面不會(huì)浪費(fèi)一個(gè)存儲(chǔ)單元，另一方面當(dāng)使用len函數(shù)查看隊(duì)列長(zhǎng)度時(shí)候，可以直接返回qcount字段，一舉兩得。

hchan結(jié)構(gòu)體中另一重要部分是recvq,sendq，分別存儲(chǔ)了等待從通道中接收數(shù)據(jù)的goroutine，和等待發(fā)送數(shù)據(jù)到通道的goroutine。兩者都是waitq類型。sudog是對(duì)goroutine的一種封裝

type waitq struct {
    first *sudog
    last *sudog
}

waitq是一個(gè)結(jié)構(gòu)體類型，waitq和sudog構(gòu)成雙向鏈表，其中sudog是鏈表元素的類型，waitq中first和last字段分別指向鏈表頭部的sudog，鏈表尾部的sudog。

channel 的發(fā)送和接收操作本質(zhì)上都是 “值的拷貝”，無論是從 sender goroutine 的棧到 chan buf，還是從 chan buf 到 receiver goroutine，或者是直接從 sender goroutine 到 receiver goroutine。

channel讀取寫入流程

操作	nil channel	closed channel	not nil，not closed
close	panic	panic	正常關(guān)閉
讀<-ch	阻塞	如果channel關(guān)閉前有數(shù)據(jù),則會(huì)正常讀取到數(shù)據(jù).如果沒有數(shù)據(jù)則會(huì)讀取到對(duì)應(yīng)元素類型的空值	阻塞或正常讀取數(shù)據(jù)，緩沖型channel為空或非緩沖型channel等待發(fā)送者時(shí)會(huì)阻塞
寫ch<-	阻塞	panic	阻塞或正常寫入數(shù)據(jù)，非緩沖型channel等待接收者或緩沖型channel buf滿時(shí)會(huì)被阻塞

到此這篇關(guān)于詳解Golang中channel的實(shí)現(xiàn)的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Golang channel實(shí)現(xiàn)內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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