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深入学习Go-7 Channel

article 2025/8/24 3:12:30

Go语言实现了CSP的并发编程模式，即不要通过共享内存来通信，而要通过通信来实现内存共享。channel就是各groutine之间通信的管道。

Channel读写逻辑

channel是一个结构体类型，其中包括数据缓冲区、等待读取的队列recvq和等待写入的队列sendq。

写入数据

当向channel中写入数据时，一般有三种情况：

1，写入数据时，当recvq队列不为空，说明缓冲区为空或着没有缓冲区，直接从recvq队列中取出等待读取的goroutine，写入数据并唤醒，写入过程结束。

2，如果recvq队列为空且缓冲区有空余空间，直接写入数据到缓冲区，写入过程结束。

3，如果recvq队列为空且缓冲区没有空余空间，数据写入到当前的goroutine并放入到sendq队列，进入休眠状态，等待被读取的goroutine唤醒。

读取数据

1，读取数据时，当sendq队列不为空且没有缓冲区，直接从sendq中取出等待写入的goroutine，从中读取数据并唤醒，结束读取过程。

2，如果sendq队列不为空且缓冲区已满，从缓冲区的头部读取数据。从sendq中取出等待写入的goroutine，将待读取的数据写入缓冲区尾部并唤醒，结束读取过程。

3，如果sendq队列为空且缓冲区中有数据，从缓冲区的头部读取数据，结束读取过程。

4，如果sendq队列为空且缓冲区中没有数据或没有缓冲区，将当前的goroutine放入到recvq队列，进入休眠状态，等待被写入的goroutine唤醒。

Channel读写特性

1，向一个nil channel发送数据，或者从一个nil channel读取数据，当前goroutine会阻塞。

2，向一个已经关闭的channel发送数据，会引起panic。

3，从一个已经关闭的channel读取数据，如果缓冲区为空，则返回类型的零值。

4，关闭一个已经关闭的channel，会引起panic。

优雅关闭Channel

当一个channel关闭时，其他goroutine向这个channel发送数据或再次关闭时，都会发生panic。

如何优雅的关闭channel，一个原则就是不要在receiver处关闭channel，也不要在多个sender处关闭channel。

我们重点看多个sender的情况：

多个 sender，一个 receiver

对于有多个sender，一个reciver的情况，需要增加一个额外用于传递close的channel。reciever调用close关闭channel，多个sender同时收到close信号，停止发送数据。例子如下：

func main() {rand.Seed(time.Now().UnixNano())dataChan := make(chan int, 10)stopChan := make(chan chan struct{})for i := 0; i < 5; i++ {go func(i int) {for {select {case <-stopChan:fmt.Printf("协程: %d 收到停止发送数据的信号\n", i)returncase dataChan <- rand.Intn(10):}}}(i)}go func() {for data := range dataChan {if data == 9 {fmt.Println("发送停止信号 ... ")close(stopChan)return}fmt.Println(data)}}()ch := make(chan os.Signal, 1)signal.Notify(ch, os.Interrupt)<-ch
}

多个 sender，多个 receiver

对于有多个sender，多个receiver的情况，除了需要增加一个用于传递close的channel，还需要一个再增加一个信号channel。

创建一个goroutine监听这个中间channel，sender或receiver发送关闭信号给这个中间channel，当收到关闭信号后关闭传递close的channel，这时多个sender或多个receiver收到close后，停止发送数据和停止接收数据。例子如下：

func main() {rand.Seed(time.Now().UnixNano())dataChan := make(chan int, 10)stopChan := make(chan struct{})toStop := make(chan string, 10)go func() {signal := <-toStopfmt.Println("停止信号: " + signal)close(stopChan)}()for i := 0; i < 5; i++ {go func(i int) {for {data := rand.Intn(10)if data == 9 {toStop <- "close signal by sender#" + strconv.Itoa(i)return}select {case <-stopChan:fmt.Printf("发送数据的协程: %d 收到停止发送数据的信号\n", i)returncase dataChan <- rand.Intn(10):}}}(i)}for i := 0; i < 5; i++ {go func(i int) {for {select {case <-stopChan:fmt.Printf("接收数据的协程: %d 收到停止发送数据的信号\n", i)returncase data := <-dataChan:if data == 9 {toStop <- "close signal by receiver#" + strconv.Itoa(i)return}}}}(i)}ch := make(chan os.Signal, 1)signal.Notify(ch, os.Interrupt)<-ch
}