go 语言中 channel 的简单介绍

1.介绍

channel 是 Go 中被用来实现并行之间通信的类型,其功能是允许线程间通过发送和接收来传输指定类型的数据。初始值为 nil。

2.创建channel

创建 channel 如下:

var c1 chan [value type]
c1 = make([channel type] [value type], [capacity])
  • [value type] 定义的是 channel 中所传输数据的类型

  • [channel type] 定义的是 channel 的类型,其类型有以下三种:

  • “chan” 可读可写 —— “chan int” 则表示可读写 int 数据类型的 channel

  • “chan<-” 仅可写 —— “chan<- float64” 则表示仅可写64位 float 数据类型的 channel

  • “<-chan” 仅可读 —— “<-chan int” 则表示仅可读 int 数据类型的 channel

  • [capacity] 是一个可选参数,其定义的是 channel 中的缓存区 (buffer)。如果不填则默认该 channel 没有缓冲区 (unbuffered)。对于没有缓冲区的 channel,消息的发送和收取必须能同时完成,否则会造成阻塞并提示死锁错误。对于 channel 的阻塞和非阻塞将在后面详细介绍。

比如我们想创建了一个读写 int 类型,buffer 长度 100 的 channel c1,则如下:

var c1 chan int
c1 = make(chan int, 100)

3.通过 channel 发送和接收消息

示例代码:

package main
 
import "fmt"
 
func main(){
   
  //定义变量
  var c1 chan int
  var i1 int
  //初始化 channel
  c1 = make(chan int, 100)
  //向 channel c1 发送(写入)一个 int 20
  c1 <- 20
  //从 channel c1 接收(读取)一个 int 并赋值给 i1
  i1 = <- c1
  //将 i1 打印输出
  fmt.Println("received: ", i1, " from c1")
}

运行结果:

received:  20  from c1

4.使用 Channel 发生死锁

如下代码会出现死锁:

package main
 
import "fmt"
import "time"
 
func main(){
   
  var c1 chan string
  c1 = make(chan string)
  func() {
   
    time.Sleep(time.Second * 2)
    c1 <- "result 1"
  }()
  fmt.Println("received: '", <- c1,"' from c1")
}

因为对 channel 的发送和接收动作永远不会同时发生,所以从以下这行代码就有问题了,不能直接从一个空通道中获取值,从而阻塞造成死锁:

c1 <- "result 1"

解决该问题的方式有两种。

4.1避免死锁方法一:使用 goroutine 进行并行计算

package main
 
import "fmt"
import "time"
 
func main(){
   
  var c1 chan string
  c1 = make(chan string)
  go func() {
   
    time.Sleep(time.Second * 2)
    c1 <- "result 1"
  }()
  fmt.Println("received: '", <- c1,"' from c1")
}

通过 go 语句定义发送操作的方程在另一个线程并行运行,这样发送和接收操作就可以同时发生,从而能够解决死锁问题。

4.2避免死锁方法二:使用 buffer

package main
 
import "fmt"
import "time"
 
func main(){
   
  var c1 chan string
  c1 = make(chan string,1) //这里我们设置了一个长度为 1 的 buffer
  func() {
   
    time.Sleep(time.Second * 2)
    c1 <- "result 1"
  }()
  fmt.Println("received: '", <- c1,"' from c1")
}

为 channel 添加一个缓冲区(buffer),这样只要 buffer 没有用尽,阻塞就不会发生,死锁也不会发生。

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