channel

channel 简介

goroutine 是 Go 中实现并发的重要机制，channel 是 goroutine 之间进行通信的重要桥梁。

使用内建函数 make 可以创建 channel，举例如下：

ch := make(chan int)  // 注意： channel 必须定义其传递的数据类型

也可以用 var 声明 channel, 如下：

var ch chan int

以上声明的 channel 都是双向的，意味着可以该 channel 可以发送数据，也可以接收数据。

“发送”和“接收”是 channel 的两个基本操作。

ch <- x // channel 接收数据 x

x <- ch // channel 发送数据并赋值给 x

<- ch // channel 发送数据，忽略接受者

channel buffer

上文提到，可以通过 make(chan int) 创建channel，此类 channel 称之为非缓冲通道。事实上 channel 可以定义缓冲大小，如下：

chInt := make(chan int)       // unbuffered channel  非缓冲通道
chBool := make(chan bool, 0)  // unbuffered channel  非缓冲通道
chStr := make(chan string, 2) // bufferd channel     缓冲通道

需要注意的是，程序中必须同时有不同的 goroutine 对非缓冲通道进行发送和接收操作，否则会造成阻塞。

以下是一个错误的使用示例：

func main() {
    ch := make(chan string)

    ch <- "ping"

    fmt.Println(<-ch)
}

这一段代码运行后提示错误： fatal error: all goroutines are asleep - deadlock!。

因为 main 函数是一个 goroutine, 在这一个 goroutine 中发送了数据给非缓冲通道，但是却没有另外一个 goroutine 从非缓冲通道中里读取数据，所以造成了阻塞或者称为死锁。

在以上代码中添加一个 goroutine 从非缓冲通道中读取数据，程序就可以正常工作。如下所示：

func main() {
    ch := make(chan string)

    go func() {
        ch <- "ping"
    }()

    fmt.Println(<-ch)
}

与非缓冲通道不同，缓冲通道可以在同一个 goroutine 内接收容量范围内的数据，即便没有另外的 goroutine 进行读取操作，如下代码可以正常执行：

func main() {
    ch := make(chan int, 2)

    ch <- 1

    ch <- 2
}

单向 channel

单向通道即限定了该 channel 只能接收或者发送数据，单向通道通常作为函数的参数，如下例所示：

func receive(receiver chan<- string, msg string) {
    receiver <- msg
}

func send(sender <-chan string, receiver chan<- string) {
    msg := <-sender
    receiver <- msg
}

func main() {
    ch1 := make(chan string, 1)
    ch2 := make(chan string, 1)

    receive(ch1, "pass message")
    send(ch1, ch2)

    fmt.Println(<-ch2)
}

需要注意的是，在变量声明中是不应该出现单向通道的，因为通道本来就是为了通信而生，只能接收或者只能发送数据的通道是没有意义的。请看下面这个例子：

func main() {
    ch := make(chan <- string , 1)
    ch <- "str"
}

这个例子中定义了一个只能用来接收数据的通道，从语法上来看没有错误，但这是一种糟糕的实践。

channel 遍历和关闭

close() 函数可以用于关闭 channel，关闭后的 channel 中如果有缓冲数据，依然可以读取，但是无法再发送数据给已经关闭的channel。

func main() {
    ch := make(chan int, 10)
    for i := 0; i < 10; i++ {
        ch <- i
    }
    close(ch)

    res := 0
    for v := range ch {
        res += v
    }

    fmt.Println(res)
}

select 语句

select 专门用于通道发送和接收操作，看起来和 switch 很相似，但是进行选择和判断的方法完全不同。

在下述例子中，通过 select 的使用，保证了 worker 中的事务可以执行完毕后才退出 main 函数

func strWorker(ch chan string) {
    time.Sleep(1 * time.Second)
    fmt.Println("do something with strWorker...")
    ch <- "str"
}

func intWorker(ch chan int) {
    time.Sleep(2 * time.Second)
    fmt.Println("do something with intWorker...")
    ch <- 1
}

func main() {
    chStr := make(chan string)
    chInt := make(chan int)

    go strWorker(chStr)
    go intWorker(chInt)

    for i := 0; i < 2; i++ {
        select {
        case <-chStr:
            fmt.Println("get value from strWorker")

        case <-chInt:
            fmt.Println("get value from intWorker")

        }
    }
}

思考：如果上述例子中，没有这个 select ，那么 worker 函数是否有机会执行？

通过 channel 实现同步机制

一个经典的例子如下，main 函数中起了一个 goroutine，通过非缓冲队列的使用，能够保证在 goroutine 执行结束之前 main 函数不会提前退出。

func worker(done chan bool){
    fmt.Println("start working...")
    done <- true
    fmt.Println("end working...")
}

func main() {
    done := make(chan bool, 1)

    go worker(done)

    <- done
}

思考：如果把上述例子中的 <-done 注释掉，运行结果会如何？

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