引言

上一部分主要寫了鎖，本篇主要介紹Channel

channel是Go中非常重要的一個數據類型，它和goroutine緊密相連，是Go的CSP并發模型的重要體現。

CSP

• CSP 是通信順序進程（Communicating Sequential Process）的簡稱，是一種并發編程模型。
• 簡單來說，CSP模型由并發的實體所組成，實體之間通過發送消息進行通信，而發送消息使用的就是通道，即channel。
• GO實現了CSP部分理論，goroutine對應CSP中的并發執行的實體，channel對應CSP中的channel。

不要通過共享內存來通信，而應該通過通信來共享內存

Channel的基本使用

package main
import "fmt"
func main() {
	c := make(chan int)
	go func() {
		c <- 1 // 向channel發送數據
	}()
	x := <-c // 從channel中接收數據
	fmt.Println(x)
}

1、通過make(chan int)創建一個int channel（可以在channel初始化時指定緩沖區的大小，例如make(chan int，2)，不指定則默認為0）

2、在一個goroutine中，通過c<-1將數據發送到channel中，<-可以理解為數據的流動方向。

3、在主goroutine中通過x := <-c接收channel中的數據，并賦值給x。

channel如何保證并發安全

既然goroutin和channel分別對應csp中的實體和媒介，goroutin之間都是通過chennel來傳遞數據，那么是如何保證并發安全的呢？

通過閱讀源碼可以發現，channel內部是使用Mutext互斥鎖來保證的（ 之前也有人提出CAS無鎖Channel的實現，但因為無鎖Channel在多核測試中的表現和沒有滿足FIFO的特性等原因，該提案目前是擱淺狀態）關于無鎖channel的討論

channel的底層實現

channel的核心源碼位于runtime包的chan.go中。

hchan 是 channel 在 golang 中的內部實現

type hchan struct { 
    qcount uint // total data in the queue 
    dataqsiz uint // size of the circular queue 
    buf unsafe.Pointer // points to an array of dataqsiz elements 
    elemsize uint16 
    closed uint32 
    elemtype *_type // element type 
    sendx uint // send index 
    recvx uint // receive index 
    recvq waitq // list of recv waiters 
    sendq waitq // list of send waiters 
    // lock protects all fields in hchan, as well as several 
    // fields in sudogs blocked on this channel. 
    // 
    // Do not change another G's status while holding this lock 
    // (in particular, do not ready a G), as this can deadlock 
    // with stack shrinking. 
    lock mutex 
 } 

hchan的所有屬性大體可以分為3類

1、buffer相關屬性，當channel中的緩沖區大小不為0時，buffer中存放了待接收的數據。

2、waitq相關屬性，即recvq和sendq，可以理解為一個標準的FIFO隊列，recvq是等待接收數據的goroutine，sendq是等待發送數據的goroutine。

3、其它，例如lock（互斥鎖）、elemtype（元素類型）、closed（channel 是否關閉，== 0 代表未 closed）

hchan的所有行為，基本都是圍繞buffer和waitq來實現的

waitq

type waitq struct { 
 first *sudog 
 last *sudog 
 } 

waitq是一個雙向鏈表，里面保存了goroutine。

buffe

buffer使用 ring buffer（環形緩沖區）實現

在hchan中，可以看到?recvx和sendx?兩個屬性，recvx即當前已發送的元素在隊列當中的索引位置，sendx?即 當前已接收的元素在隊列當中的索引位置。

從?recvx?到?sendx?之間的元素，表示已正常存放入 buffer 中的數據。

Lock

hchan中的lock就是一個互斥鎖，channel在發送和接收數據前，都會先進行加鎖，待邏輯完成后執行再解鎖，來保證并發安全。