转载

Go Channel 详解

Channel是Go中的一个核心类型，你可以把它看成一个管道，通过它并发核心单元就可以发送或者接收数据进行通讯(communication)。

它的操作符是箭头 <- 。

ch <- v // 发送值v到Channel ch中 v := <-ch // 从Channel ch中接收数据，并将数据赋值给v

(箭头的指向就是数据的流向)

就像 map 和 slice 数据类型一样, channel必须先创建再使用:

ch := make(chanint)

Channel类型

Channel类型的定义格式如下：

ChannelType= ("chan"|"chan""<-"|"<-""chan")ElementType.

它包括三种类型的定义。可选的 <- 代表channel的方向。如果没有指定方向，那么Channel就是双向的，既可以接收数据，也可以发送数据。

chanT// 可以接收和发送类型为 T 的数据 chan<-float64// 只可以用来发送 float64 类型的数据 <-chanint// 只可以用来接收 int 类型的数据

<- 总是优先和最左边的类型结合。(The <- operator associates with the leftmost chan possible)

chan<-chanint// 等价 chan<- (chan int) chan<- <-chanint// 等价 chan<- (<-chan int) <-chan<-chanint// 等价 <-chan (<-chan int) chan(<-chanint)

使用 make 初始化Channel,并且可以设置容量:

make(chanint,100)

容量(capacity)代表Channel容纳的最多的元素的数量，代表Channel的缓存的大小。如果没有设置容量，或者容量设置为0, 说明Channel没有缓存，只有sender和receiver都准备好了后它们的通讯(communication)才会发生(Blocking)。如果设置了缓存，就有可能不发生阻塞，只有buffer满了后 send才会阻塞，而只有缓存空了后receive才会阻塞。一个nil channel不会通信。

可以通过内建的 close 方法可以关闭Channel。

你可以在多个goroutine从/往一个channel 中 receive/send 数据, 不必考虑额外的同步措施。

Channel可以作为一个先入先出(FIFO)的队列，接收的数据和发送的数据的顺序是一致的。

channel的 receive支持 multi-valued assignment ，如

v, ok := <-ch

它可以用来检查Channel是否已经被关闭了。

send语句

send语句用来往Channel中发送数据，如 ch <- 3 。

它的定义如下:

SendStmt = Channel "<-"Expression . Channel = Expression .

在通讯(communication)开始前channel和expression必选先求值出来(evaluated)，比如下面的(3+4)先计算出7然后再发送给channel。

c := make(chanint) deferclose(c) gofunc() { c <-3+4}() i := <-c fmt.Println(i)

send被执行前(proceed)通讯(communication)一直被阻塞着。如前所言，无缓存的channel只有在receiver准备好后send才被执行。如果有缓存，并且缓存未满，则send会被执行。

往一个已经被close的channel中继续发送数据会导致 run-time panic 。

往nil channel中发送数据会一致被阻塞着。

receive 操作符

<-ch 用来从channel ch中接收数据，这个表达式会一直被block,直到有数据可以接收。

从一个nil channel中接收数据会一直被block。

从一个被close的channel中接收数据不会被阻塞，而是立即返回，接收完已发送的数据后会返回元素类型的零值(zero value)。

如前所述，你可以使用一个额外的返回参数来检查channel是否关闭。

x, ok := <-ch x, ok = <-ch varx, ok = <-ch

如果OK 是false，表明接收的x是产生的零值，这个channel被关闭了或者为空。

blocking

缺省情况下，发送和接收会一直阻塞着，知道另一方准备好。这种方式可以用来在gororutine中进行同步，而不必使用显示的锁或者条件变量。

如官方的例子中 x, y := <-c, <-c 这句会一直等待计算结果发送到channel中。

import"fmt"  funcsum(s []int, cchanint) {  sum :=0 for_, v :=ranges {  sum += v  }  c <- sum // send sum to c }  funcmain() {  s := []int{7,2,8,-9,4,0}   c := make(chanint) gosum(s[:len(s)/2], c) gosum(s[len(s)/2:], c)  x, y := <-c, <-c // receive from c   fmt.Println(x, y, x+y) }

Buffered Channels

make的第二个参数指定缓存的大小： ch := make(chan int, 100) 。

通过缓存的使用，可以尽量避免阻塞，提供应用的性能。

Range

for …… range 语句可以处理Channel。

funcmain() { gofunc() {  time.Sleep(1* time.Hour)  }()  c := make(chanint) gofunc() { fori :=0; i <10; i = i +1{  c <- i  } close(c)  }()  fori :=rangec {  fmt.Println(i)  }   fmt.Println("Finished") }

range c 产生的迭代值为Channel中发送的值，它会一直迭代知道channel被关闭。上面的例子中如果把 close(c) 注释掉，程序会一直阻塞在 for …… range 那一行。

select

select 语句选择一组可能的send操作和receive操作去处理。它类似 switch ,但是只是用来处理通讯(communication)操作。

它的 case 可以是send语句，也可以是receive语句，亦或者 default 。

receive 语句可以将值赋值给一个或者两个变量。它必须是一个receive操作。

最多允许有一个 default case ,它可以放在case列表的任何位置，尽管我们大部分会将它放在最后。

import"fmt"  funcfibonacci(c, quitchanint) {  x, y :=0,1 for{ select{ casec <- x:  x, y = y, x+y case<-quit:  fmt.Println("quit") return  }  } }  funcmain() {  c := make(chanint)  quit := make(chanint) gofunc() { fori :=0; i <10; i++ {  fmt.Println(<-c)  }  quit <-0  }()  fibonacci(c, quit) }

如果有同时多个case去处理,比如同时有多个channel可以接收数据，那么Go会伪随机的选择一个case处理(pseudo-random)。如果没有case需要处理，则会选择 default 去处理，如果 default case 存在的情况下。如果没有 default case ，则 select 语句会阻塞，直到某个case需要处理。

需要注意的是，nil channel上的操作会一直被阻塞，如果没有default case,只有nil channel的select会一直被阻塞。

select 语句和 switch 语句一样，它不是循环，它只会选择一个case来处理，如果想一直处理channel，你可以在外面加一个无限的for循环：

for{ select{ casec <- x:  x, y = y, x+y case<-quit:  fmt.Println("quit") return  } }

timeout

select 有很重要的一个应用就是超时处理。因为上面我们提到，如果没有case需要处理，select语句就会一直阻塞着。这时候我们可能就需要一个超时操作，用来处理超时的情况。

下面这个例子我们会在2秒后往channel c1中发送一个数据，但是 select 设置为1秒超时,因此我们会打印出 timeout 1 ,而不是 result 1 。

import"time" import"fmt"  funcmain() {  c1 := make(chanstring,1) gofunc() {  time.Sleep(time.Second *2)  c1 <- "result 1"  }()  select{ caseres := <-c1:  fmt.Println(res) case<-time.After(time.Second *1):  fmt.Println("timeout 1")  } }

其实它利用的是 time.After 方法，它返回一个类型为 <-chan Time 的单向的channel，在指定的时间发送一个当前时间给返回的channel中。

Timer和Ticker

我们看一下关于时间的两个Channel。timer是一个定时器，代表未来的一个单一事件，你可以告诉timer你要等待多长时间，它提供一个Channel，在将来的那个时间那个Channel提供了一个时间值。下面的例子中第二行会阻塞2秒钟左右的时间，直到时间到了才会继续执行。

timer1 := time.NewTimer(time.Second *2) <-timer1.C fmt.Println("Timer 1 expired")

当然如果你只是想单纯的等待的话，可以使用 time.Sleep 来实现。

你还可以使用 timer.Stop 来停止计时器。

timer2 := time.NewTimer(time.Second) gofunc() {  <-timer2.C  fmt.Println("Timer 2 expired") }() stop2 := timer2.Stop() ifstop2 {  fmt.Println("Timer 2 stopped") }

ticker 是一个定时触发的计时器，它会以一个间隔(interval)往Channel发送一个事件(当前时间)，而Channel的接收者可以以固定的时间间隔从Channel中读取事件。下面的例子中ticker每500毫秒触发一次，你可以观察输出的时间。

ticker := time.NewTicker(time.Millisecond *500) gofunc() { fort :=rangeticker.C {  fmt.Println("Tick at", t)  } }()

类似timer, ticker也可以通过 Stop 方法来停止。一旦它停止，接收者不再会从channel中接收数据了。

close

内建的close方法可以用来关闭channel。

总结一下channel关闭后sender的receiver操作。

如果channel c已经被关闭,继续往它发送数据会导致 panic: send on closed channel :

import"time"  funcmain() {  go func(){  time.Sleep(time.Hour)  }() c:= make(chan int,10) c<-1 c<-2  close(c) c<-3 }

但是从这个关闭的channel中不但可以读取出已发送的数据，还可以不断的读取零值:

c := make(chanint,10) c <-1 c <-2 close(c) fmt.Println(<-c) //1 fmt.Println(<-c) //2 fmt.Println(<-c) //0 fmt.Println(<-c) //0

但是如果通过 range 读取，channel关闭后for循环会跳出：

c := make(chanint,10) c <-1 c <-2 close(c) fori :=rangec {  fmt.Println(i) }

通过 i, ok := <-c 可以查看Channel的状态，判断值是零值还是正常读取的值。

c := make(chanint,10) close(c)  i, ok := <-c fmt.Printf("%d, %t", i, ok)//0, false

同步

channel可以用在goroutine之间的同步。下面的例子中main goroutine通过done channel等待worker完成任务。 worker做完任务后只需往channel发送一个数据就可以通知main goroutine任务完成。

import( "fmt" "time" )  funcworker(donechanbool) {  time.Sleep(time.Second)  // 通知任务已完成  done <- true }  funcmain() {  done := make(chanbool,1) goworker(done)  // 等待任务完成  <-done }