Go中的channel

总结一下关于channel的知识点

基本概念

channel是goroutine之间负责通信的工具

channel分为带缓冲区的和无缓冲区的。

不带缓冲区的channel

数据传输是瞬时的，如果读和写不同时那么将会有一方阻塞

带缓冲区的channel

在缓冲区没满时可以一直写入
在缓冲区有数据时可以一直读取
缓冲区满时写入方会阻塞
缓冲区空时读取方会阻塞

创建channel

channel初始化靠make(chan T, cap)，例如make(chan int, 10)。cap可以省略，如果大于0，创建的channel将是带缓冲区的；省略或为0就是无缓冲区的。

channel可能是nil，例如var ch chan int

nil

channel 写入和读取nil channel都会永久阻塞，close nil channel会直接panic。

关闭channel

如果要关闭channel需要使用close(channel)，重复close会导致panic。

关闭之后：

再写入会panic
读取会先读完缓冲区剩下的数据，之后立即返回零值，v, ok := <-ch中ok为false
for range ch会正常退出

关闭原则

由发送方关闭，接收方不关。只有一个worker发送时它自己关没问题，但有多个worker时不能让worker关闭channel，因为可能触发多次close，或者别的worker往已关闭的channel写入，都会造成panic。这时要由协调者统一关闭。

master-worker与WaitGroup

经典channel用法是一个主协程master创建channel和多个worker，使worker工作。当要结束任务时使用WaitGroup来同步结束时间。可以想象成一个用来等待一组任务的工具。本质可以看成一个计数器，开始任务时设定一个数量（worker数量），每当一个worker结束任务时让值减1,到0时负责关闭channel的协程知道所有任务完成，就可以关闭channel。

正确结构为

workers
   │
   │ Done()
   ▼
WaitGroup
   │
   │ Wait()
   ▼
close(results)

比较重要的有

var wg sync.WaitGroup // 声明

wg.Add(1)
wg.Done()
wg.Wait()

// 1.25 新增了 Go 方法，自动 Add 和 Done，声明方式不变
wg.Go(func() {
    // 任务逻辑
})

wg.Wait()

注意

wg.Add要在启动goroutine之前调用，不能放在goroutine里面，否则Wait可能在Add之前就返回了。另外Wait()+close(results)通常放在一个单独的goroutine里，如果主协程既要读results又先同步Wait，results满了之后worker会阻塞，最终死锁。

select

channel 负责 goroutine 之间通信，select 负责一个 goroutine 同时监听多个 channel。

简单来说，select 让一个 goroutine 同时等待多个 channel 操作，哪个 case 先 ready，就执行哪个。

假如有多个case可以执行，那么runtime会伪随机选择一个执行（不包括default）。
default只有在所有case都没就绪时才会执行，没有default时select会一直阻塞，空的select {}会永久阻塞。

同时监听多个channel

取消与超时

select {
case x := <-ch1:
    fmt.Println("from ch1:", x)

case y := <-ch2:
    fmt.Println("from ch2:", y)
}

select {
case msg := <-dataCh:
    // 收数据

case <-ctx.Done():
    // 被取消

case <-time.After(time.Second):
    // 超时
}

死锁

死锁会让协程永久阻塞，但单个协程永久阻塞不一定是死锁，更常见的是goroutine泄漏。

all

goroutines are asleep 如果所有协程都阻塞了，runtime会直接结束程序，报fatal error: all goroutines are asleep - deadlock!。这是fatal error不是panic，recover不了。只有部分协程阻塞时runtime检测不出来。