浅谈Go Channel 高级实践-Golang

channel 是 golang 里相当有趣的一个功能，在我使用 golang 编码的经验里，大部分事件都会是在享受 channel 和 goroutine 配合的乐趣。所以本文主要介绍 channel 的一些有趣的用法。

这里有 Oling Cat 翻译的Go编程语言规范里关于 channel（信道）的描述：

信道提供了一种机制，它在两个并发执行的函数之间进行同步，并通过传递（与该信道元素类型相符的）值来进行通信。

这个个描述又乏味、又枯燥。在我第一次阅读的时候，完全不明白这到底是个什么玩意。事实上，可以认为 channel 是一个管道或者先进先出队列，非常简单且轻量。channel 并不是 Golang 首创的。它同样作为内置功能出现在其他语言中。在大多数情况下，它是一个又大、又笨、又复杂的消息队列系统的一个功能。

本文主要讲实践，原理部分会一笔带过，关于 go 语言并发实现和内存模型后续会有文章。

channel 实现的源码不复杂，推荐阅读，https://github.com/golang/go/blob/master/src/runtime/chan.go

channel 是干什么的

意义：channel 是用来通信的

实际上：（数据拷贝了一份，并通过 channel 传递，本质就是个队列）

channel 应该用在什么地方

核心：需要通信的地方

例如以下场景：

通知广播
交换数据
显式同步
并发控制
...

记住！channel 不是用来实现锁机制的，虽然有些地方可以用它来实现类似读写锁，保护临界区的功能，但不要这么用！

channel 用例实现

超时控制

				?

									// 利用 time.After 实现

									func main() {

									  done := do()

									  select {

									  case <-done:

									    // logic

									  case <-time.After(3 * time.Second):

									    // timeout

									  }

									}

									func do() <-chan struct{} {

									  done := make(chan struct{})

									  go func() {

									    // do something

									    // ...

									    done <- struct{}{}

									  }()

									  return done

									}

取最快的结果

比较常见的一个场景是重试，第一个请求在指定超时时间内没有返回结果，这时重试第二次，取两次中最快返回的结果使用。
超时控制在上面有，下面代码部分就简单实现调用多次了。

				?

									func main() {

									  ret := make(chan string, 3)

									  for i := 0; i < cap(ret); i++ {

									    go call(ret)

									  }

									    fmt.Println(<-ret)

									}

									func call(ret chan<- string) {

									  // do something

									  // ...

									  ret <- "result"

									}

限制最大并发数

				?

									// 最大并发数为 2

									limits := make(chan struct{}, 2)

									for i := 0; i < 10; i++ {

									  go func() {

									    // 缓冲区满了就会阻塞在这

									    limits <- struct{}{}

									    do()

									    <-limits

									  }()

									}

for...range 优先

for ... range c { do } 这种写法相当于 if _, ok := <-c; ok { do }

				?

									func main() {

									  c := make(chan int, 20)

									  go func() {

									    for i := 0; i < 10; i++ {

									      c <- i

									    }

									    close(c)

									  }()

									  // 当 c 被关闭后，取完里面的元素就会跳出循环

									  for x := range c {

									    fmt.Println(x)

									  }

									}

多个 goroutine 同步响应

利用 close 广播

				?

									func main() {

									  c := make(chan struct{})

									  for i := 0; i < 5; i++ {

									    go do(c)

									  }

									  close(c)

									}

									func do(c <-chan struct{}) {

									  // 会阻塞直到收到 close

									  <-c

									  fmt.Println("hello")

									}

非阻塞的 select

select 本身是阻塞的，当所有分支都不满足就会一直阻塞，如果想不阻塞，那么一个什么都不干的 default 分支是最好的选择

				?

									select {

									case <-done:

									  return

									default:  

									}

for{select{}} 终止

尽量不要用 break label 形式，而是把终止循环的条件放到 for 条件里来实现

				?

									for ok {

									  select {

									  case ch <- 0:

									  case <-done:

									    ok = false

									  }

									}

channel 特性

基础特性

操作	值为 nil 的 channel	被关闭的 channel	正常的 channel
close	panic	panic	成功关闭
c<-	永远阻塞	panic	阻塞或成功发送
<-c	永远阻塞	永远不阻塞	阻塞或成功接收

happens-before 特性

无缓冲时，接收 happens-before 发送
任何情况下，发送 happens-before 接收
close happens-before 接收

参考

https://go101.org/article/channel.html
https://golang.org/doc/effective_go.html#channels

以上就是本文的全部内容，希望对大家的学习有所帮助，也希望大家多多支持服务器之家。

原文链接：https://segmentfault.com/a/1190000016197615

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