26 goroutine channel实现并发和并行(三)

Channel管道

管道是Golang在语言级别上提供的goroutine间的通讯方式,我们可以使用channel在多个goroutine之间传递消息。如果说goroutine是Go程序并发的执行体,channel就是它们之间的连接。

channel是可以让一个goroutine发送特定值到另一个goroutine的通信机制

Golang的并发模型提倡通过通信共享内存,而不是通过共享内存而实现通信

Go语言中的管道是一种特殊的类型。管道像一个传送带或者队列,总是遵循先入先出的规则,保证收发数据的顺序。管道声明的时候需要为其指定元素类型。

  • 创建channel
make(chan 元素类型, 容量)
channel操作

管道有发送(send)、接收(receive)和关闭(close)三种操作
发送和接收都使用<-符号

ch := make(chan int, 3)
  • 1.发送(将数据放在管道内)
ch <- 10 //把10发送到ch中
  • 2.接收(从管道内取值)
x := <- ch //从ch中接收值并赋值给变量x
  • 3.关闭管道

通过调用内置的close()来关闭管道

close(ch)
  • demo
func main() {
    //1.创建channel
    ch := make(chan int, 3)
    //2.给管道里面存储数据
    ch <- 10
    ch <- 20
    ch <- 30
    //3.获取管道中的内容
    a := <-ch
    fmt.Println(a)
    <-ch
    c := <-ch
    fmt.Println(c)
    ch <- 40
    //4.管道的长度和容量
    fmt.Printf("值:%v 容量:%v 长度:%v", ch, cap(ch), len(ch))
    //值:0xc00001c080 容量:3 长度:1
}
  • channel类型

channel是一种引用类型

var 变量 chan 元素类型
var ch1 chan int //声明一个传递整型的管道
var ch2 chan bool //声明一个传递布尔型的管道
var ch3 chan []int //声明一个传递int切片的管道

为管道重新赋值后,再从管道内取值,发现改变了原来的管道

func main() {
    ch1 := make(chan int, 4)
    ch1 <- 30
    ch1 <- 40
    ch1 <- 50
    ch2 := ch1
    ch2 <- 100
    <-ch1
    <-ch1
    <-ch1
    d := <-ch1
    fmt.Println(d)
}
  • 管道阻塞
func main() {
    ch := make(chan int, 1)
    ch <- 100
    ch <- 101
    ch1 := make(chan string, 2)
    //all goroutines are asleep - deadlock!所有的goroutines都死锁了(超出了管道容量)
    ch1 <- "num1"
    ch1 <- "num2"
    m1 := <-ch1
    m2 := <-ch1
    m3 := <-ch1
    fmt.Println(m1, m2, m3)
    //all goroutines are asleep - deadlock!所有的goroutines都死锁了
}
  • 边写边读
func main() {
    ch2 := make(chan int, 1)
    ch2 <- 30
    <-ch2
    ch2 <- 40
    <-ch2
    ch2 <- 50
    fmt.Println(<-ch2)
}
  • for range从管道循环取值

当向管道中发送完数据时,我们可以通过close函数来关闭管道。

当管道被关闭时,再往该管道发送值会引发panic,从该管道取值的操作会先取消完管道中的值,再取到的值一直都是对应类型的零值。

var ch1 = make(chan int, 10)
for i := 1; i <=10; i++ {
    ch1 <- i
}
close(ch1)
//for range循环遍历管道的值,注意:管道没有key
for v := range ch1 {
    fmt.Println(v)
}

通过for循环遍历管道,可以不关闭;因为它知道具体的长度,而for range是一个无线循环。

func main() {
    var ch1 = make(chan int, 10)
    for i := 1; i <= 10; i++ {
        ch1 <-i
    }
    for j := 0; j < 10; j++ {
        fmt.Println(<-ch1)
    }
}
单向管道

默认情况下,管道是双向的,可以通过<-将其声明为只读/写管道

  • 只读管道
var ch1 <-chan int
ch2 := make(<-chan int, 2)
  • 只写管道
var ch1 chan<- int
ch2 := make(chan<- int, 2)
goroutine结合channel管道

定义两个方法,一个方法向管道写数据,一个方法从管道读数据,要求同步进行。

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

var wg sync.WaitGroup

//写数据
func fn1(ch chan<- int){
    for i := 1; i <= 10; i++ {
        ch <- i
        fmt.Printf("写入数据%v成功\n", i)
        time.Sleep(time.Millisecond * 50)
    }
    close(ch)
    wg.Done()
}

//读数据
func fn2(ch <-chan int){
    for v := range ch {
        fmt.Printf("读取数据%v成功\n", v)
        time.Sleep(time.Millisecond * 50)
    }
    wg.Done()
}

func main() {
    var ch = make(chan int, 10)
    wg.Add(1)
    go fn1(ch)
    wg.Add(1)
    go fn2(ch)
    wg.Wait()
    fmt.Println("exit...")
}

注意,如果把写入数据的地方等待的时间延长也不会有问题,直到读取完毕,golang中的管道相对是安全的

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