channel与goroutine

在golang中channel用于goroutine之间的通信。

1. channel的定义

channel是引用类型,需要实用make来创建channel,如下

make(chan Type, [buffer])

make对于channel接收两个参数,第一个是通道的类型,第二个是个可选参数代表通道缓冲区的大小(省略代表无缓冲),比如创建一个用于传递int类型的通道可以如下定义:

make(chan int)    // 无缓冲
make(chan int, 2) // 带有两个缓冲的通道

要想使用通道必须make! 以下的种种操作都是基于已经make后的channel,不再讨论由于通道没有make而引起的低级错误

2. channel的操作

（1）. 向channel中放入元素

我们可以使用<-符号指向channel来将元素放入channel中
注意向通道中传值必须要求该通道还有容量(缓冲),而且通道不能关闭
对于无缓冲的或者缓冲已经满了的channel不可以轻易的传入值,必须要有goroutine同时在取元素才可以放入

向一个有缓冲,非满的channel传值

c := make(chan int, 1) // 定义一个带有一个缓冲的通道
c <- 1                   // 向通道中传入一个1,正常

向一个有缓冲,满的channel传值

c := make(chan int, 1) // 定义一个带有一个缓冲的通道
c <- 1                   // 向通道中传入一个值,这个值传入后填满了该通道
c <- 2                 // 再向通道中传入一个值,报错!!!

向一个无缓冲,的channel传值

c := make(chan int) // 定义一个无缓冲通道
c <- 1              // 向无缓冲通道传值,报错!!!

其实上述两种错误均是由于通道满了而引起的(无缓冲的通道可以看成是缓冲为0的通道),解决方法很简单,只要保证有个goroutine同时在从该通道中取值即可,我这里针对向一个有缓冲,满的channel传值给出解决思路

package main

import (
    "fmt"
    "sync"
    "time"
)

var wg sync.WaitGroup

func main() {
    c := make(chan int, 1)

    c <- 1  // 因为我们定义的通道带有一个缓冲,
            // 所以在发布任务之前允许存在最多一个任务投递,也可以写在发布任务之后

    // for循环用于发布任务
    for i := 0; i < 2; i++ {
        wg.Add(1)
        go doWork(c)    // 如果通道现在是空的 goroutine会等待,
                        // 如果检测到现在是空的且没有任务投递,就会报错
    }

    c <- 2    // 多余的任务投递必须在任务发布之后

    wg.Wait()
}

func doWork(i chan int) {
    defer wg.Done()
    a := <-i
    fmt.Printf("%d号开始工作了
", a)
    time.Sleep(time.Second * 2) // 模拟耗时
    fmt.Printf("%d号结束工作了,输出:%d
", a, a)
}

2. 从channel中取出元素

我们可以使用<-符号指向变量来将channel中的元素放变量中

此时可以接收两个值一个数值一个状态
```
v, ok := <-c   // c是通道,v是取到的值,ok是状态,正常时是true,从关闭的空通道取值是false
```
可以通过range取值
注意从通道中取值必须要求该通道还有值
对于无缓冲的或者缓冲已经空了的channel不可以轻易的取出值,必须要同时在放元素才可以取出
可以向已经关闭的通道取值

ok为true的例子

c := make(chan int, 1)
c <- 1
a, ok := <-c
fmt.Println(a, ok)  // 输出 1 true

ok为false的例子

c := make(chan int, 1)
close(c)
a, ok := <-c
fmt.Println(a, ok)  // 输出 0 false

ok的应用--循环取值

for {
    v, ok := <- c
    if !ok {
        break
    }
    fmt.Println(v)
}

range取值

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

    for v := range c{
        fmt.Println(v)
    }
}

向一个有缓冲,非空的channel取值

c := make(chan int, 1) // 定义一个带有一个缓冲的通道
c <- 1                   // 向通道中传入一个1,使通道非空
i := <-c               // 从通道中取出一个值赋给变量i
// 如果只是想取出值而不想对该值做任何其他操作,可以这么写    <-c   左边省略接收者

向一个有缓冲,空的channel取值

c := make(chan int, 1) // 定义一个带有一个缓冲的通道
<-c                    // 向空通道中取出一个值,报错!!!

向一个无缓冲,的channel取值

c := make(chan int) // 定义一个无缓冲通道
<-c                 // 向无缓冲通道取值,报错!!!

其实上述两种错误均是由于通道空了而引起的(无缓冲的通道可以看成是缓冲为0的通道),解决方法很简单,只要保证同时在从该通道中存值即可,我这里针对向一个有缓冲,空的channel取值给出解决思路

package main

import (
    "fmt"
    "sync"
    "time"
)

var wg sync.WaitGroup

func main() {
    c := make(chan int, 1)
    wg.Add(1)
    go doWork(c)
    <-c            // 取值必须在放值之后
    wg.Wait()
}

func doWork(i chan int) {
    defer wg.Done()
    fmt.Printf("goroutine开始工作了
", )
    time.Sleep(time.Second * 2) // 模拟耗时
    i <- 1
    fmt.Printf("goroutine结束工作了,放入:%d
", 1)
}

3. 关闭通道

对于一个通道我们可以使用close内置函数来进行关闭,关闭后的通道具有以下特点

向一个已经关闭的通道发送值是不允许的,会报错
从一个已经关闭但是里面还有值的通道取值是允许的,可以正常获取到值
从一个已经关闭但是为空的通道取值是允许的,会获取通道类型元素的零值
不可以再次关闭一个已经关闭的通道,会报错
已经关闭的通道无法再次打开

例子1: 向一个已经关闭的通道发送值

c := make(chan int, 1)
close(c)
c <- 1        // 报错!!!

例子2: 从一个已经关闭但是里面还有值的通道取值

c := make(chan int, 1)
c <- 1
close(c)
a := <-c
fmt.Println(a)    // 输出 1

例子3: 从一个已经关闭但是为空的通道取值

c := make(chan int, 1)
close(c)
a := <-c
fmt.Println(a)  // 输出 0

例子4: 关闭一个已经关闭的通道

c := make(chan int, 1)
close(c)
close(c) // 报错: panic: close of closed channel

4 只读通道或者只写通道

func doWork(i <-chan int) {
    <-i         // 只能取值
    //i <- 1 // 存值操作将不被允许
}

func doWork(i chan <- int) {
    i <- 1      // 只能存值
    //<-i        // 取值操作将不被允许
}