Go 并发消息队列 channel

Go 并发消息队列 channel

Channel 实际上是类型化消息的队列，它有以下特性：

只能传输一种类型的数据。
所有的类型都可以用于通道，空接口 interface{} 也可以。
先进先出 FIFO 的结构。
引用类型，所以使用 make() 函数来给它分配内存。

声明一个无缓冲的 Channel：

var ch1 chan int
ch2 := make(chan int)

有缓冲 Channel：

ch := make(chan int, 1)

ch := make(chan int)
defer close(ch)

ch <- 5

阻塞：

向 nil 通道发送数据会被阻塞。
向无缓冲 channel 写数据，如果读协程没有准备好会阻塞。
向有缓冲 channel 写数据，如果缓冲已满会阻塞。

panic：

向已 closed 的 channel 写数据会 panic。

有缓冲的 channel，如果发送的时候，刚好有等待接收的协程，那么会直接交换数据。

v, ok := <- ch
v := <-ch

ok 可以用来判断 channel 是否已经关闭，如果关闭该值为 true ，此时 v 接收到的是 channel 类型的零值。

<- ch 可以单独调用获取通道的（下一个）值，当前值会被丢弃，但是可以用来验证，所以以下代码是合法的：

if <- ch != 1000{
    ...
}

阻塞：

从 nil 通道接收数据会被阻塞。
从无缓冲 channel 读数据，如果写协程没有准备好，会阻塞。
从有缓冲 channel 读数据，如果缓冲为空，会阻塞。

读取的 channel 如果被关闭，并不会影响正在读的数据，它会将所有数据读取完毕，并不会立即就失败或者返回零值。

通道在创建时都是双向的，但是我们可以声明单向的通道，在传递参数时用来限制使用者对通道的操作：

func source(ch chan<- int){ // 单向入队列
    for { ch <- 1 }
}

func sink(ch <-chan int) { // 单向出队列
    for { <-ch }
}

特性：

只接收的通道 <-chan T 是无法关闭的。

for-range 可以用来便利读取 channel 中的数据：

ch := make(chan int, 1)

for val := range ch {
    fmt.Println(val)
}

如果 channel 已经被关闭，它还是会继续执行，直到所有值被取完，然后退出执行。
如果通道没有关闭，但是 channel 没有可读取的数据，它则会阻塞在 range 这句位置，直到被唤醒。
如果 channel 是 nil，那么同样符合我们上面说的的原则，读取会被阻塞，也就是会一直阻塞在 range 位置。

select

select case 语句可以方便的对通道进行操作，每次执行 select 语句，将会执行所有的 case 语句，判断是否有表达式能够执行。

也就是说，select case 语句能同时监控多个通道，当有通道离开堵塞状态，就可以获知并执行相应的代码。

ch := make(chan int)
q := make(chan int)

for {
    select {
    case ch <- x:
        x, y = y, x+y
        break
    case <-q:
        fmt.Println("quit")
        return
    }
}

select 只要有默认语句，就不会被阻塞，换句话说，如果没有 default，然后 case 又都不能读或者写，则会被阻塞。
nil 的 channel，不管读写都会被阻塞。
select 不能够像 for-range 一样发现 channel 被关闭而终止执行，所以需要结合 multi-valued assignment 来处理。
如果同时有多个 case 满足了条件，会使用伪随机选择一个 case 来执行。
select 语句如果不配合 for 语句使用，只会对 case 表达式求值一次。
每次 select 语句的执行，是会扫码完所有的 case 后才确定如何执行，而不是说遇到合适的 case 就直接执行了。

channel 在使用完毕以后需要关闭，一般的建议是谁写入，谁负责关闭。

如果有多个写协程的 channel 需要关闭，可以使用额外的 channel 来标记，也可以使用 sync.Once 或者 sync.Mutex 来处理。

ch := make(chan int, 1)
defer close(ch)

注：closed 的 channel，再次关闭会 panic。

空 struct

有时我们需要将 channel 作为一个信号传输的管道，此时管道中的内容并不重要，只需要知道有信号传输过来即可。

此时可以使用空 struct 作为传输的数据类型，因为空 struct 类型的内存占用大小为 0。即：

var c1 chan struct{}
c1 <- struct{}{}

select

空 struct

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