Go的通道、管道类型（chan）

Go语言的通道、管道类型（chan）

chan通道、管道类型的数据结构：

// 源码来自Go 1.19
// 源码包：src/runtime/chan.go 
type hchan struct {
    qcount   uint           // 当前队列中剩余的元素个数
    dataqsiz uint           // 环形队列长度、即可以存放的元素个数
    buf      unsafe.Pointer // 环形队列指针
    elemsize uint16         // 每个元素的大小
    closed   uint32         // 关闭标示字段
    elemtype *_type         // 元素类型
    sendx    uint           // 队列下标、元素写入时存放在队列中的位置
    recvx    uint           // 队列下标、指示下一个被读取的元素在队列中的位置
    recvq    waitq          // 等待读消息的协程队列
    sendq    waitq          // 等待写消息的协程队列
    
    // lock protects all fields in hchan, as well as several
    // fields in sudogs blocked on this channel.
    //
    // Do not change another G's status while holding this lock
    // (in particular, do not ready a G), as this can deadlock
    // with stack shrinking.
    lock mutex               // 互斥锁、保证chan并发安全操作
}

通道、管道类型是Go在语言层面提供的协程间的通信方式、也可以用于并发控制；

Go语言的通道、管道类型实现互斥锁

var counter int = 0
var ch = make(chan int, 1)

func Work() {
    ch <- 1      // 写入
    counter++
    <-ch         // 读取
}

// 只有一个缓冲区的通道、写入数据类似于加锁、读取数据类似释放锁

通道、管道数据读写

通道、管道没有缓冲区时，从管道读取数据会阻塞，直到有协程向管道中写入数据；
类似的，向通道、管道写入数据也会阻塞，直到有协程从管道读取数据；

内置函数len()查询通道、管道缓冲区中数据的个数；
内置函数cap()查询缓冲区的大小；

func myChan() {
    ch := make(chan int, 10)
    
    ch <-1
    ch <-2
    
    fmt.Println(len(ch)) // 2
    fmt.Println(cap(ch)) // 10
}

通道、管道实现了一种FIFO（先入先出）的队列、数据总是按照写入的顺序流出管道；

单项管道的使用例子

func readChan(chanName <-chan int) {
    data:= <- chanName
    fmt.Println(data)
}

func writeChan(chanName chan<- int) {
    chanName <- 1	
}

func main() {
    var mychan = make(chan int, 10)

    writeChan(mychan)
    readChan(mychan)
}

通道、管道 + select监控多个协程的执行情况

package main

import (
    "fmt"
    "time"
)

func main() {
    var ch1 = make(chan int, 10)
    var ch2 = make(chan int, 10)
    
    go work(ch1)
    go work(ch2)
    
    for{
        select{
        case e:=<-ch1:  
            fmt.Printf("get element from ch1:%d\n", e)
        case e:=<-ch2:
            fmt.Printf("get element from ch2:%d\n", e)
        default:
            fmt.Println("no element in ch1 and ch2!")
            time.Sleep(time.Second * 1)
        }    
    }
}

func work(ch chan int) {
    for{
        ch <-1
        time.Sleep(time.Second * 1)
    }	
}

select在main中监控多个协程的执行情况；case的执行顺序是随机的（伪随机算法）实现I/O多路复用；