Golang应用专题 - channel
目录
- channel相关
- channel基础
- 无缓冲的channel
- 单方向的channel
- 有缓冲的channel
- channel的常用操作示例
- channel底层源码实现
- channel面试题
- 同一个协程里,对一个无缓冲的channel同时发送和接收数据有什么问题?有缓冲呢?
- channel的应用场景?
- channel和锁的对比?
channel相关
channel基础
1、channel的初始化
ch := make(chan int64, 10)
: 创建一个可发送int64类型数据的channel,其容量为10
- make() 创建出的channel是一个引用类型,当对channel进行复制和函数传递时,也只是拷贝了改channel的引用
- channel可以使用 == 进行比较。当两个channel引用底层数据结构是同一个时,返回true
2、channel的关闭
close(ch)
: 表示channel被关闭
- 发送。发送消息给一个已关闭的channel,会触发
panic
- 接收。channel关闭后依然可以接收channel中的消息,当channel中无消息时,返回对应数据类型的零值
- 试图重复关闭一个channel会触发panic异常
- 试图关闭一个nil值的channel会歘panic异常
3、channel的数据统计
len(ch)
: channel队列中已有元素的个数
cap(ch)
: channel队列的容量
无缓冲的channel
当初始化channel不指定通道容量(或指定容量为0)时,该通道为无缓冲channel;
1、无缓冲channel的特性
一个无缓冲channel的发送操作将导致发送者goroutine的阻塞,直到另一个goroutine在相同的channel上执行接收操作
同理接收者阻塞,直到另一个goroutine发送
2、无缓冲channel的用途
- 同步操作。如事件A(goroutineA)必须在事件B(goroutineB)之前完成,则在goroutineA中完成时间A后发送无缓冲channel,goroutineB中接收到统一channel的消息再执行事件B
- Pipeline. 可以使用多个无缓冲channel连接多个goroutine,形成一个管道(pipeline)。
3、goroutine泄露
func testGoroutineLeak() {ch := make(chan int64)go func() { ch <- 64 }()go func() { ch <- 52 }()go func() { ch <- 41 }()<-ch
}
当无缓冲channel的发送者goroutine数量和接受者goroutine数量不一致时,会导致较多一方的goroutine阻塞,且无法自动回收(goroutine不会自动被回收),造成goroutine泄露
单方向的channel
- 双向channel可以隐式转换为单方向channel
- 反之不可
有缓冲的channel
当初始化channel时指定通道容量,该通道为有缓冲的channel;
有缓冲的通道可以一定程度上解决上述“无缓冲通道”引发的goroutine泄露问题
channel的常用操作示例
1、使用for range读channel
场景:需要轮询channel中的数据
优点:当channel关闭时自动退出循环,无需额外判断channel是否关闭;
用法:for x := range ch {
do_something(x)
}
2、使用_, ok判断channel是否关闭
场景:读channel,但不确定channel是否关闭
优点:可以通过ok值明确判断channel是否关闭,不受channel类型本身0值的影响
用法:if x, ok := <- chan {
do_something(x)
}
3、使用select处理多个channel
场景:
- 需要读取/写入多个通道时,不因一个通道的阻塞影响另一个通道的写入
- 需要给读取/写入操作增加超时时间
4、消息广播
场景:协程退出时,通知所有子协程退出。关闭通道
close(ch)
后,所有子协程可以感知通道关闭并自动退出
channel底层源码实现
传送门
channel面试题
同一个协程里,对一个无缓冲的channel同时发送和接收数据有什么问题?有缓冲呢?
同一个协程是串行的,无法同时做“发送”和“接收”两个事情,只能先发后收,或者先收后发。
- 无缓冲:会造成goroutine阻塞,协程对一个无缓冲的channel发送(或者接收)消息会阻塞;
- 有缓冲:正常执行。
- 但是没必要?同一个协程的通信直接函数调用或者串行代码逻辑
channel的应用场景?
- 协程间的数据通信
- 多个协程通过发送和读取同一个channel来实现消息传递
- 并发控制
- channel可以做消息分流,增加并行消费者(kafka消费者场景)
- 消息队列
- 本地的生产消费模型中,可用作消息队列
- 同步操作
- 无缓冲的channel可以用作对同步操作的控制,在前执行的事件需要执行完发送channel,在后执行的事件接收到channel的消息后再执行
- 管道PIPELINE
- 多个无缓冲的channel可连接多个goroutine,实现数据流管道;如:
- goA产生数据0、1、2 给chanA
- goB接收chanA,执行平方操作,给chanB
- goC接收chanB, 执行两数相加操作;最终可实现
0 + 1*1 + 2*2 + 3*3...
这种场景
- 多个无缓冲的channel可连接多个goroutine,实现数据流管道;如:
- 消息广播
- channel发送特定的消息,接收者接收消息执行约定好的行为
- 可以通过close(ch)广播事件,下游接收ch消息的协程可感知channel关闭,后执行对应操作
channel和锁的对比?
channel是线程安全的,使用channel可以解决数据并发问题;但是channel解决并发问题的场景是“数据的流动性”,数据在动,channel不动(提供了串行获取流动数据的能力)
锁mutex也可以解决并发访问资源的问题;但是mutex更多解决“静态数据”的问题,即数据不动,某段时间控制只给一个协程访问
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