一、什么是通道類型

Go 語(yǔ)言中的通道（channel）是一種特殊的類型。通道像一個(gè)傳送帶或者隊(duì)列，總是遵循先入先出（First In First Out）的規(guī)則，保證收發(fā)數(shù)據(jù)的順序。每一個(gè)通道都是一個(gè)具體類型的導(dǎo)管，也就是聲明channel的時(shí)候需要為其指定元素類型。

如果說(shuō)goroutine是Go程序并發(fā)的執(zhí)行體，channel就是它們之間的連接。channel是可以讓一個(gè)goroutine發(fā)送特定值到另一個(gè)goroutine的通信機(jī)制。

二、通道產(chǎn)生的原因

雖然可以使用共享內(nèi)存進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，但是共享內(nèi)存在不同的goroutine中容易發(fā)生競(jìng)態(tài)問題。為了保證數(shù)據(jù)交換的正確性，必須使用互斥量對(duì)內(nèi)存進(jìn)行加鎖，這種做法勢(shì)必造成性能問題。

Go語(yǔ)言的并發(fā)模型是CSP（Communicating Sequential Processes），提倡通過(guò)通信共享內(nèi)存而不是通過(guò)共享內(nèi)存而實(shí)現(xiàn)通信。

三、聲明channel

語(yǔ)法：

var 變量 chan 元素類型 ?

例：

var ch1 chan int   // 聲明一個(gè)傳遞整型的通道
var ch2 chan bool  // 聲明一個(gè)傳遞布爾型的通道
var ch3 chan []int // 聲明一個(gè)傳遞int切片的通道   

四、創(chuàng)建channel

語(yǔ)法：

make(chan 元素類型, [緩沖大小])  

注意： 聲明的通道后需要使用make函數(shù)初始化之后才能使用。channel的緩沖大小是可選的。

例：

ch4 := make(chan int, 3)
ch5 := make(chan bool)
ch6 := make(chan []int)   

五、channel相關(guān)操作

1、發(fā)送值

將一個(gè)值發(fā)送到通道中。

例：

ch <- 10 // 把10發(fā)送到ch中   

2、接收值

從一個(gè)通道中接收值。

例：

x := <- ch // 從ch中接收值并賦值給變量x
<-ch       // 從ch中接收值，忽略結(jié)果   

3、關(guān)閉通道

例：

close(ch)   

3.1 注意

只有在通知接收方goroutine所有的數(shù)據(jù)都發(fā)送完畢的時(shí)候才需要關(guān)閉通道。通道是可以被垃圾回收機(jī)制回收的，它和關(guān)閉文件是不一樣的，在結(jié)束操作之后關(guān)閉文件是必須要做的，但關(guān)閉通道不是必須的。

3.2 特點(diǎn)

• 對(duì)一個(gè)關(guān)閉的通道再發(fā)送值就會(huì)導(dǎo)致panic。
• 對(duì)一個(gè)關(guān)閉的通道進(jìn)行接收會(huì)一直獲取值直到通道為空。
• 對(duì)一個(gè)關(guān)閉的并且沒有值的通道執(zhí)行接收操作會(huì)得到對(duì)應(yīng)類型的零值。
• 關(guān)閉一個(gè)已經(jīng)關(guān)閉的通道會(huì)導(dǎo)致panic。

六、通道類型

1、無(wú)緩沖通道

無(wú)緩沖的通道只有在有人接收值的時(shí)候才能發(fā)送值。就像你住的小區(qū)沒有快遞柜和代收點(diǎn)，快遞員給你打電話必須要把這個(gè)物品送到你的手中，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是無(wú)緩沖的通道必須有接收才能發(fā)送。

語(yǔ)法：

ch := make(chan type) 

例：

func recv(c chan int) {
    ret := <-c
    fmt.Println("接收成功", ret)
}
func main() {
    ch := make(chan int)
    go recv(ch) // 啟用goroutine從通道接收值
    ch <- 10
    fmt.Println("發(fā)送成功")
}  

分析： 無(wú)緩沖通道上的發(fā)送操作會(huì)阻塞，直到另一個(gè)goroutine在該通道上執(zhí)行接收操作，這時(shí)值才能發(fā)送成功，兩個(gè)goroutine將繼續(xù)執(zhí)行。相反，如果接收操作先執(zhí)行，接收方的goroutine將阻塞，直到另一個(gè)goroutine在該通道上發(fā)送一個(gè)值。

2、有緩沖通道

只要通道的容量大于零，那么該通道就是有緩沖的通道，通道的容量表示通道中能存放元素的數(shù)量。就像你小區(qū)的快遞柜只有那么個(gè)多格子，格子滿了就裝不下了，就阻塞了，等到別人取走一個(gè)快遞員就能往里面放一個(gè)。

語(yǔ)法：

ch := make(chan type, [cap]) 

例：

func main() {
    ch := make(chan int, 1) // 創(chuàng)建一個(gè)容量為1的有緩沖區(qū)通道
    ch <- 10
    fmt.Println("發(fā)送成功")
}   

七、單向通道

有的時(shí)候我們會(huì)將通道作為參數(shù)在多個(gè)任務(wù)函數(shù)間傳遞，很多時(shí)候我們?cè)诓煌娜蝿?wù)函數(shù)中使用通道都會(huì)對(duì)其進(jìn)行限制，比如限制通道在函數(shù)中只能發(fā)送或只能接收。

語(yǔ)法：

chan<- int ?是一個(gè)只能發(fā)送的通道，可以發(fā)送但是不能接收；
<-chan int ?是一個(gè)只能接收的通道，可以接收但是不能發(fā)送。

例：

func counter(out chan<- int) {
? ? for i := 0; i < 100; i++ {
? ? ? ? out <- i
? ? }
? ? close(out)
}

func squarer(out chan<- int, in <-chan int) {
? ? for i := range in {
? ? ? ? out <- i * i
? ? }
? ? close(out)
}
func printer(in <-chan int) {
? ? for i := range in {
? ? ? ? fmt.Println(i)
? ? }
}

func main() {
? ? ch1 := make(chan int)
? ? ch2 := make(chan int)
? ? go counter(ch1)
? ? go squarer(ch2, ch1)
? ? printer(ch2)
}

注意： 在函數(shù)傳參及任何賦值操作中將雙向通道轉(zhuǎn)換為單向通道是可以的，但反過(guò)來(lái)是不可以的。

八、從通道循環(huán)取值

例：

// channel 練習(xí)
func main() {
    ch1 := make(chan int)
    ch2 := make(chan int)
    // 開啟goroutine將0~100的數(shù)發(fā)送到ch1中
    go func() {
        for i := 0; i < 100; i++ {
            ch1 <- i
        }
        close(ch1)
    }()
    // 開啟goroutine從ch1中接收值，并將該值的平方發(fā)送到ch2中
    go func() {
        for {
            i, ok := <-ch1 // 通道關(guān)閉后再取值ok=false
            if !ok {
                break
            }
            ch2 <- i * i
        }
        close(ch2)
    }()
    // 在主goroutine中從ch2中接收值打印
    for i := range ch2 { // 通道關(guān)閉后會(huì)退出for range循環(huán)
        fmt.Println(i)
    }
}   

分析： 有兩種方式在接收值的時(shí)候判斷通道是否被關(guān)閉，我們通常使用的是for range的方式。