关于Go语言的底层，Channel

1.Channel

介绍一下Channel（有缓冲和无缓冲）
Go 语言中，不要通过共享内存来通信，而要通过通信来实现内存共享。Go 的CSP(Communicating Sequential Process)并发模型，中文可以叫做通信顺序进程，是通过 goroutine 和 channel 来实现的。
所以 channel 收发遵循先进先出 FIFO，分为有缓存和无缓存，channel 中大致有 buffer(当缓冲区大小部位 0 时，是个 ring buffer)、sendx 和 recvx 收发的位置(ring buffer 记录实现)、sendq、recvq 当前 channel 因为缓冲区不足 而阻塞的队列、使用双向链表存储、还有一个 mutex 锁控制并发、其他原属等。

// 无缓冲的channel由于没有缓冲发送和接收需要同步
ch := make(chan int)   
//有缓冲channel不要求发送和接收操作同步
ch := make(chan int, 2)  

channel 无缓冲时，发送阻塞直到数据被接收，接收阻塞直到读到数据；channel有缓冲时，当缓冲满时发送阻塞，当缓冲空时接收阻塞。

2.Channel实现原理

• channel 内部维护了两个 goroutine 队列，一个是待发送数据的 goroutine 队列，另一个是待读取数据的
  goroutine 队列。
• 每当对 channel 的读写操作超过了可缓冲的 goroutine 数量，那么当前的 goroutine
  就会被挂到对应的队列上，直到有其他 goroutine 执行了与之相反的读写操作，将它重新唤起。

3.Channel读写流程

向 channel 写数据:
若等待接收队列 recvq 不为空，则缓冲区中无数据或无缓冲区，将直接从 recvq 取出 G ，并把数据写入，最后把该 G 唤醒，结束发送过程。
若缓冲区中有空余位置，则将数据写入缓冲区，结束发送过程。
若缓冲区中没有空余位置，则将发送数据写入 G，将当前 G 加入 sendq ，进入睡眠，等待被读 goroutine 唤醒。
从 channel 读数据
若等待发送队列 sendq 不为空，且没有缓冲区，直接从 sendq 中取出 G ，把 G 中数据读出，最后把 G 唤醒，结束读取过程。
如果等待发送队列 sendq 不为空，说明缓冲区已满，从缓冲区中首部读出数据，把 G 中数据写入缓冲区尾部，把 G 唤醒，结束读取过程。
如果缓冲区中有数据，则从缓冲区取出数据，结束读取过程。
将当前 goroutine 加入 recvq ，进入睡眠，等待被写 goroutine 唤醒。

关闭 channel

1.关闭 channel 时会将 recvq 中的 G 全部唤醒，本该写入 G 的数据位置为 nil。将 sendq 中的 G 全部唤醒，但是这些 G 会 panic。
panic 出现的场景还有：

• 关闭值为 nil 的 channel
• 关闭已经关闭的 channel
• 向已经关闭的 channel 中写数据

Channel为什么能做到线程安全

Channel 可以理解是一个先进先出的队列，通过管道进行通信,发送一个数据到Channel和从Channel接收一个数据都是原子性的。不要通过共享内存来通信，而是通过通信来共享内存，前者就是传统的加锁，后者就是Channel。设计Channel的主要目的就是在多任务间传递数据的，本身就是安全的。

Channel是同步进行还是异步的（Channel的三种状态）
Channel是异步进行的, channel存在3种状态：

nil，未初始化的状态，只进行了声明，或者手动赋值为nil
active，正常的channel，可读或者可写
closed，已关闭，千万不要误认为关闭channel后，channel的值是nil

给一个 nil channel 发送数据，造成永远阻塞
从一个 nil channel 接收数据，造成永远阻塞
给一个已经关闭的 channel 发送数据，引起 panic
从一个已经关闭的 channel 接收数据，如果缓冲区中为空，则返回一个零值
无缓冲的 channel 是同步的，而有缓冲的 channel 是非同步的
关闭一个 nil channel 将会发生 panic