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golang之channel使用简述


Channel

golang CSP 模型中的C, 主要用于goroutine之间消息的传递,我们知道在写代码的过程中,解偶是非常重要的一环,而使用channel则可以很好的隔离goroutine,使得goroutne之间的交互,只需要将重心关注在如何从channel中消费或者生产消息。

  • 声明和使用
  • 阻塞场景
  • 关闭Channel
  • select & range
  • 使用channel模拟生产消费模型

声明和使用

使用make声明一个channel

    ch := make(chan int)    ch <- 1    // write    ch位于 <- 的左侧(代表数据流入    <- ch    // read        ch位于 <- 的右侧(代表数据流出

阻塞场景

在真正使用channel前,我们需要了解channel可能会产生阻塞场景的所有可能,以防止在代码中编写出不符合我们预期的代码。
下面我们罗列出可能的四种情形

无缓冲

channel中无数据,但是执行 <- channel (读

    ch := make(chan interface{})    <-ch    fmt.Println("read buf succ")

channel中无数据,往 channel <- (写 ,但是没有goroutine读取。

    ch := make(chan interface{})    ch <- 1    fmt.Println("read buf succ")
有缓冲

channel中无数据,但是执行 <- channel

    ch := make(chan interface{}, 1)    <-ch    fmt.Println("read buf succ")

channel中已满, 继续执行 channel <- 动作,但是没有goroutine读取。

    ch := make(chan interface{}, 1)    ch <- 1    ch <- 2    fmt.Println("read buf succ")

关闭Channel

使用close关闭channel

    ch := make(chan interface{})    close(ch)

关闭channel需要注意

  1. 重复关闭会 panic
  2. 向关闭的channel发送数据会panic
  3. 从关闭的channel读取数据,会读取到值的初始值,比如interface类型,读取到的就是nil

select & range

range 字段会阻塞监听 channel, 直到channel 被close。

func recv(ch chan int) {    for msg := range ch { // 使用 range 可以自动等待 ch 的行为, 直到ch 被close。        fmt.Println(msg)    }    fmt.Println("channel closed")}func send(ch chan int, msg int) {    ch <- msg}func main() {    ch := make(chan int, 2)    go recv(ch)    ch <- 1    ch <- 2    ch <- 3    time.AfterFunc(time.Second*2, func() {        close(ch)    })}

select 的大致工作原理

  1. 检查所有的case
  2. 当检查的case已经可以发送|接收,则执行当前代码块
  3. 当有多个case可以执行,则随机选择一个执行
  4. 当没有case可以执行,则阻塞
  5. 如果存在default,当没有可执行代码块时,则执行default代码块

使用select来管理channel的读取, 通过default防止阻塞.

func readCh(ch chan interface{}) error {    select {    case v := <-ch:        fmt.Println(v)    default:        return errors.New("no data")    }    return nil}

使用 timer 或者 context 来进行到期退出判定. 另外我们也可以使用sync.Once()这种形式设定一个开关,
来控制select的退出逻辑,可参照grpc/internal/grpcsync/event.go

func readCh(ch chan interface{}) error {    select {    case v := <-ch:        fmt.Println(v)    case <-time.After(time.Second):        return errors.New("time arrived")    }    return nil}

使用channel模拟生产消费模型

下面代码的 Unbounded 实现摘自grpc/internal/buffer/unbounded.go,
它没有选择使用带容量的channel,而是另外使用了一个list来备份积压的消息,这里我猜有两个原因

  1. 使用这种方式channel变成了一个任意长度的channel,不用考虑channel被写满导致的问题。
  2. 这里为什么不直接使用list + mutex,因为需要channel的特性来隔离goroutine。
type Unbounded struct {    c       chan interface{}    backlog []interface{}    sync.Mutex}func NewUnbounded() *Unbounded {    return &Unbounded{c: make(chan interface{}, 1)}}func (b *Unbounded) Put(t interface{}) {    b.Lock()    if len(b.backlog) == 0 {        select {        case b.c <- t:            b.Unlock()            return        default:        }    }    b.backlog = append(b.backlog, t)    b.Unlock()}func (b *Unbounded) Load() {    b.Lock()    if len(b.backlog) > 0 {        select {        case b.c <- b.backlog[0]:            b.backlog[0] = nil            b.backlog = b.backlog[1:]        default:        }    }    b.Unlock()}func (b *Unbounded) Get() <-chan interface{} {    return b.c}var q *Queuetype Queue struct {    buf *Unbounded}type QueueInterface interface {    consume()    produce(info int)}func (q *Queue) consume() {    for {        select {        case t := <-q.buf.Get():            q.buf.Load()            fmt.Println(t)        case <-time.After(time.Second * 10):            fmt.Println(errors.New("the end"))        }    }}func (q *Queue) produce(info int) {    q.buf.Put(info)}func main() {    q := &Queue{        buf: NewUnbounded(),    }    go q.consume()    q.produce(1)    q.produce(3)    time.AfterFunc(time.Second*2, func() {        for i := 0; i < 3; i++ {            q.produce(4)        }        //q.produce(4)    })    select {}}

注: 这里的实现使用了interface作为channel的消息体,凡是在有性能瓶颈的地方应该使用具体的类型独立实现一版,类似grpc/internal/transport.go中的recvBuffer


文章来源:智云一二三科技

文章标题:golang之channel使用简述

文章地址:https://www.zhihuclub.com/2403.shtml

关于作者: 智云科技

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