（六）golang channel 源码分析

基础用法

channel

ch := make(chan int)
senderOnly := make(chan<- int)   // 只能用来发送（管道的入口，只进不出）
    receiverOnly := make(<-chan int) // 只能用来接收（管道的出口，只出不进）
    unbuffer := make(chan int)       // 无缓冲可收发
    buffer := make(chan int, 2)      // 有缓冲可收发

chan T是双向channel类型，编译器允许对双向channel同时进行发送和接收。
chan<- T是只写channel类型，编译器只允许往channel里面发送数据。
<-chan T是只读channel类型，编辑器只允许从channel里面接收数据。
所谓单向channel只是对channel的一种使用限制，实际定义单向通道没有意义，一般用在限制函数返回值或者函数参数。
func readChan(chanName <-chan int)： 通过形参限定函数内部只能从channel中读取数据
func writeChan(chanName chan<- int)： 通过形参限定函数内部只能向channel中写入数据
源码位置：https://github.com/golang/go/blob/master/src/runtime/chan.go

源码

type hchan struct {
    qcount   uint           // 当前队列中剩余元素
    dataqsiz uint           // 环形队列长度
    buf      unsafe.Pointer // 环形队列指针
    elemsize uint16
    closed   uint32
    elemtype *_type // element type
    sendx    uint   // 写入时存放到队列中的位置
    recvx    uint   // 队列的该位置读出
    recvq    waitq  // 等待读消息的goroutine队列
    sendq    waitq  // 等待写消息的goroutine队列
    lock mutex // 锁保护
}

type waitq struct {
    first *sudog
    last  *sudog
}

环形队列（缓冲通道）

chan内部实现了一个环形队列作为其缓冲区，队列的长度是创建chan时指定的。下图展示了一个可缓存6个元素的channel示意图：

656024E4-9DEA-4BB6-A424-CCC4B8DB7CD6.png

dataqsiz指示了队列长度为6，即可缓存6个元素；
buf指向队列的内存，队列中还剩余两个元素；
qcount表示队列中还有两个元素；
sendx指示后续写入的数据存储的位置，取值[0, 6)；
recvx指示从该位置读取数据, 取值[0, 6)；

等待队列（无缓冲通道）

从channel读数据，如果channel缓冲区为空或者没有缓冲区，当前goroutine会被阻塞。 向channel写数据，如果channel缓冲区已满或者没有缓冲区，当前goroutine会被阻塞。
下图展示了一个没有缓冲区的channel，有几个goroutine阻塞等待读数据：

59C514B7-BF69-40AB-BCD5-2FF0440072E8.png

一般情况下recvq和sendq至少有一个为空。只有一个例外，那就是同一个goroutine使用select语句向channel一边写数据，一边读数据。

关闭channel

关闭channel时会把recvq中的G全部唤醒，会读取完已经放入的数据后关闭。把sendq中的G全部唤醒，但这些G会panic。
除此之外，panic出现的常见场景还有： 1. 关闭值为nil的channel 2. 关闭已经被关闭的channel 3. 向已经关闭的channel写数据

package main

import (
    "fmt"
    "time"
)

func main() {
    chan1 := make(chan int, 9)

    go func() {
        chan1 <- 1
        chan1 <- 2
        chan1 <- 3
        chan1 <- 4
        close(chan1)
        fmt.Println("已经关闭")
        time.Sleep(5 * time.Second)
    }()
    for {
        x, ok := <-chan1
        if !ok {
            fmt.Println("关闭")
        }
        fmt.Println(x)
        time.Sleep(2 * time.Second)
    }
}

已经关闭
1
2
3
4
关闭
0