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go channel用法

news 2025/6/24 14:41:12

介绍

channel 在 Go 中是一种专门用来在 goroutine 之间传递数据的类型安全的管道。

你可以把它理解成：

多个 goroutine 之间的**“传话筒”**，谁往通道里塞东西，另一个 goroutine 就能接收到。

Go 语言采用 CSP（Communicating Sequential Processes） 模型，也就是鼓励：

💡 “不要通过共享内存来通信，而要通过通信来共享内存”

也就是通过 channel 来传递数据，而不是多个 goroutine 同时操作一份共享数据，这样能减少复杂的锁。

🧬 channel 的关键特性

✅ 类型化：

通道是有类型的，比如 chan int 只能传 int，chan string 只能传 string。

✅ 同步：

默认情况下，不缓冲通道是同步阻塞：

发送方（ch <- value）如果没人接收，就等着。
接收方（<- ch）如果没人发送，也等着。

✅ 缓冲区可选：

你也可以给通道设置缓冲区，比如 make(chan int, 10)，这样最多能存 10 个 int，不满时发送方不会阻塞。

✅ 关闭通道：

当通道关闭（close(ch)）后再接收，不会再阻塞，而是返回对应类型的零值和一个标志。

🎨 实际用法场景

任务分发：生产者 goroutine 往通道里传任务，消费者 goroutine 从通道取任务。
信号通知：用通道只传递空 struct 来通知某个 goroutine 开始或结束工作。
并发控制：限制 goroutine 数量，比如用缓冲通道当作信号量。

go func()

go func() {channel <- "Hello, World!"
}()

这里启动了一个新的 goroutine 来往通道中发送数据。

go func() { … }() 相当于让任务异步执行，也就是你说的 Python 里的 create_task() 或者 await 背后的任务调度

当无缓冲通道必须一手给一手拿，所以你必须用 goroutine 来让另一个任务并行接收，否则就死锁。

假设你去掉 go func()，直接写成：

channel := make(chan string)
channel <- "Hello, World!" // 直接发送
msg := <-channel
fmt.Println(msg)

那么这一行 channel <- “Hello, World!” 会一直卡住，因为：

这是无缓冲通道，必须同时有接收方（也就是 <- channel）在等着。
但是程序还没执行到接收方那一行，所以就死锁了。

用 go func() 把发送操作放到后台 goroutine 中，这样主 goroutine 可以继续执行接收逻辑，不再相互卡住。

换句话说：

goroutine A：负责发送
goroutine B：负责接收

如果没有 goroutine，把发送和接收写在一条顺序执行流里，就造成死锁。

❓ 所有 channel 都必须这样写吗？

不必须，取决于场景：

📌 如果你用缓冲通道，也就是：

ch := make(chan string, 1)
ch <- "Hello"
msg := <-ch

有缓冲，所以发送完能直接存进去，不会阻塞，这时候也可以不用 goroutine。

• 📌 如果你的接收方先执行，比如：

ch := make(chan string)
go func() {msg := <- chfmt.Println(msg)
}()
ch <- "Hello"

无缓冲通道要求

发送和接收必须成对并发执行

也可以用缓冲通道，这样中间能暂存数据，就不用 goroutine。

无缓冲通道 vs 缓冲通道

类别	定义	行为
无缓冲通道	ch := make(chan string)	必须一手交钱一手交货（也就是发送时必须有接收方正在等着），否则发送方就堵住，不往下执行
有缓冲通道	ch := make(chan string, N)	通道内部有个缓冲区，当缓冲区没满时可以先把数据存起来，不需要接收方马上接收，发送方能继续往下走

🔍 为什么无缓冲通道单线程会卡？

无缓冲通道相当于是零容量队列，你要往里面塞东西，但是根本没有位置存，所以必须有人正在取，这时候才成对地完成操作。

你原来的例子：

channel := make(chan string) // 无缓冲通道
channel <- "Hello" // <=== 这里堵住了
msg := <-channel

为什么堵住？

因为这一行执行时：

当前 goroutine 在这里卡住，等待另一个 goroutine 来接收数据。
但是你下一行还没执行，所以没有接收者！于是永远卡死。
🧑‍🤝‍🧑 无缓冲通道：必须当场给对方（必须有接收者正在等）。
📦 有缓冲通道：先放进快递柜（缓冲区），接收方可以迟点取。

用 Python 类比一下也许更清楚：

无缓冲通道就像你用 await queue.put()，但是没有任何任务在取 → 任务永远卡在那里。
goroutine 就像你用 create_task() 启动另一个任务负责 queue.get()，那么 put() 就能顺利执行完。

🔥 没缓冲通道：必须有接收方同时存在，否则卡死，所以你要用 goroutine 来接收。

🔥 有缓冲通道：通道能先存东西，不必马上接收，所以可以顺利执行完发送，不用 goroutine。

普通 int 变量与 channel 的区别

对比点	普通 int 变量	chan int 通道
类型	int 只存一个数字	chan int 用来传送数字给别人
用法	num := 42 然后用 num	ch := make(chan int) 然后用 ch <- 42 传数据
并发场景	只在当前 goroutine用	能在多个 goroutine之间传递数据，不共享状态
行为	单纯取值、赋值	发送必须有接收方，不然 goroutine 会等着
目的	存数据	让 goroutine 之间通信