语言编程:通道的基本特征和使用场景

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1 channel 3个状态

初始化状态,只进行声明,或许手动赋值 nil

nil

正常channel 可读或可写

active

已封闭,千万不要误认为 channel封闭后,值为nil

closed

运用场景

广播,如消费者/生产者模型
交流数据
并发控制
显现告诉等

每个channel内部完成都有三个行列

接收消息的协程行列。
    
    这个行列的结构是一个限制最大长度的链表,一切堵塞在channel的接收操作的协程都会被放在这个行列里。
发送消息的协程行列。
    这个行列的结构也是一个限制最大长度的链表。一切堵塞在channel的发送操作的协程也都会被放在这个行列里。
环形数据缓冲行列。
    这个环形数组的大小便是channel的容量。假如数组装满了,就表明channel满了,假如数组里一个值也没有,就表明channel是空的。对于一个堵塞型channel来说,它总是一起处于即满又空的状态。

1.1 channel 3个操作

读,写,封闭,3个操作和3个channel状态 有9种常见 场景

操作			channel处于nil      channel处于 active     channel处于closed
<-ch         堵塞               成功或堵塞               读到 0 值
ch <-        堵塞               成功或堵塞               panic
close(ch)    panic              成功                    panic

注:当nil通道在select的某个case时,这个case将堵塞,但不会形成死锁

  • 支撑运用for range 读channel

1.2 运用 _,ok 判别channel是否封闭

	if v, ok := <- ch; ok {
	fmt.Println(v)
}

1.3 运用select处理多个channel

select一起监控多个 通道,只处理未堵塞的case,通道为nil,对应case永久堵塞,不管读写。

func (h *Handler) handler(job *Job) {
	select {
		case h.jobCh <- job:
			return
		case <-h.stopCh:
			return
	}
}

1.4 运用channel的声明控制读写权限

协程对某个通道只读或只写时

假如协程对某个channel只要写操作,则这个channel声明为只写。

假如协程对某个channel只要读操作,则这个channel声明为只读。
只要 generator进行对outCh进行写操作,回来声明。

   <- chan int 可以避免其他协程乱用此通道,形成隐藏bug
func generator(int n) <- chan int {
	outCh := make(chan int)
	go func(){  # 匿名函数
		for i:=0; i<n;i++{
			outCh<-i
		}
	}()
	return outCh
}

consumber 只读inCh数据,声明为 <- chan int,避免它向 inCh写数据

func consumer(inCh <- chan int){
	for x := range inCh{
		fmt.Println(x)
	}
}

2 运用缓冲channel增强并发

无缓冲

ch1 := make(chan int)
ch2 := make(chan int, 0)

有缓冲

ch3 := make(chan int, 1)
func test() {
inCh := generator(100)
outCh := make(chan int, 10)

运用5个do协程一起处理输入数据

var wg sync.WaitGroup
wg.Add(5)
for i := 0; i < 5; i++ {
    go do(inCh, outCh, &wg)
}
go func() {
    wg.Wait()
    close(outCh)
}()
for r := range outCh {
    fmt.Println(r)
}
}
func generator(n int) <-chan int {
    outCh := make(chan int)
    go func() {
        for i := 0; i < n; i++ {
            outCh <- i
        }
        close(outCh)
    }()
    return outCh
}
func do(inCh <-chan int, outCh chan<- int, wg *sync.WaitGroup) {
    for v := range inCh {
        outCh <- v * v
    }
    wg.Done()
}

2.1 超时控制

看操作 和定时器 哪个先回来 就处理哪个

func doWithTimeOut(timeout time.Duration) (int, error) {
select {   
case ret := <-do():
    return ret, nil
case <-time.After(timeout):
    return 0, errors.New("timeout")
}
}
func do() <-chan int {
    outCh := make(chan int)
    go func() {
        // do work
    }()
    return outCh
}

2.2 channel 无堵塞读写

func unBlockRead(ch chan int) (x int, err error) {
select {
case x = <-ch:
    return x, nil
case <-time.After(time.Microsecond):
    return 0, errors.New("read time out")
}
}
func unBlockWrite(ch chan int, x int) (err error) {
    select {
    case ch <- x:
        return nil
    case <-time.After(time.Microsecond):
        return errors.New("read time out")
    }
}

2.3 封闭下流协程

可以运用WaitGroup等待一切协程退出

func (h *Handler) Stop() {
       close(h.stopCh)
}

收到中止后,不再处理恳求

func (h *Handler) loop() error {
    for {
        select {
        case req := <-h.reqCh:
            go handle(req)
        case <-h.stopCh:
            return
        }
    }
}

2.4 运用 chan struct{} 作为信号 channel

上例中的Handler.stopCh便是一个例子,stopCh并不需要传递任何数据.
只是要给一切协程发送退出的信号,没有数据传递,则传递空 struct。

type Handler struct {
    stopCh chan struct{}
    reqCh chan *Request
}

2.5 运用 channel 传递结构体的指针,而非结构体本身

引荐:

reqCh chan *Request

不引荐:

reqCh chan Request

2.6 运用channel传递channel

场景,运用场景多:

package main
import (
    "fmt"
    "math/rand"
    "sync"
    "time"
)

存放成果的channel的channel

func main() {
    reqs := []int{1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9}
    outs := make(chan chan int, len(reqs))
    var wg sync.WaitGroup
    wg.Add(len(reqs))
    for _, x := range reqs {
        o := handle(&wg, x)
        outs <- o
    }
    go func() {
        wg.Wait()
        close(outs)
    }()

读取成果,成果有序

for o := range outs {
    fmt.Println(<-o)
    }
}

handle 处理恳求,耗时随机模仿

func handle(wg *sync.WaitGroup, a int) chan int {
    out := make(chan int)
    go func() {
        time.Sleep(time.Duration(rand.Intn(3)) * time.Second)
        out <- a
        wg.Done()
    }()
    return out
}

小结

这儿和接下来几个章节 记载一些go常见的特征 和 运用场景。

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