正如你所了解的,默认情况下channel是无缓冲行为。 这意味着只有存在接收操作时,它们才接受发送操作。 否则,程序将永久被阻止等待。
有时需要在goroutine之间进行此类同步。 但是,有时你可能只需要实现并发,而不需要限制goroutine之间的通信方式。
有缓冲channel在不阻止程序的情况下发送和接收数据,因为有缓冲channel的行为类似于队列。 创建channel时,可以限制此队列的大小,如下所示:
ch := make(chan string, 10)
每次向channel发送数据时,都会将元素添加到队列中。 然后,接收操作将从队列中删除该元素。 当channel已满时,任何发送操作都将等待,直到有空间保存数据。 相反,如果channel是空的且存在读取操作,程序则会被阻止,直到有数据要读取。
下面是一个理解有缓冲channel的简单示例:
package main

import (
    "fmt"
)

func send(ch chan string, message string) {
    ch <- message
}

func main() {
    size := 4
    ch := make(chan string, size)
    send(ch, "one")
    send(ch, "two")
    send(ch, "three")
    send(ch, "four")
    fmt.Println("All data sent to the channel ...")

    for i := 0; i < size; i++ {
        fmt.Println(<-ch)
    }

    fmt.Println("Done!")
}

运行程序时,将看到以下输出:

All data sent to the channel ...
one
two
three
four
Done!

你可能会说我们在这里没有做任何不同的操作,你是对的。 但是让我们看看当你将size变量更改为一个更小的数字(你甚至可以尝试使用一个更大的数字)时会发生什么情况,如下所示:

size := 2

重新运行程序时,将看到以下错误:

fatal error: all goroutines are asleep - deadlock!

goroutine 1 [chan send]:
main.send(...)
        /Users/developer/go/src/concurrency/main.go:8
main.main()
        /Users/developer/go/src/concurrency/main.go:16 +0xf3
exit status 2
出现此错误是因为对send函数的调用是连续的。 你不是在创建新的goroutine。 因此,没有任何要排队的操作。
channel与goroutine有着紧密的联系。 如果没有另一个goroutine从channel接收数据,则整个程序可能会永久处于被阻止状态。 正如你所见,这种情况确实会发生。
现在让我们进行一些有趣的实践! 我们将为最后两次调用创建goroutine (前两次调用正确适应缓冲区),并运行for循环四次。 代码如下:
func main() {
    size := 2
    ch := make(chan string, size)
    send(ch, "one")
    send(ch, "two")
    go send(ch, "three")
    go send(ch, "four")
    fmt.Println("All data sent to the channel ...")

    for i := 0; i < 4; i++ {
        fmt.Println(<-ch)
    }

    fmt.Println("Done!")
}
运行程序时,它按预期工作。 我们建议在使用channel时始终使用goroutine。
让我们测试一下创建的缓冲通道的元素超出所需量的情况。 我们将使用之前用于检查API的示例,并创建大小为10的缓冲通道:
package main

import (
    "fmt"
    "net/http"
    "time"
)

func main() {
    start := time.Now()

    apis := []string{
        "https://management.azure.com",
        "https://dev.azure.com",
        "https://api.github.com",
        "https://outlook.office.com/",
        "https://api.somewhereintheinternet.com/",
        "https://graph.microsoft.com",
    }

    ch := make(chan string, 10)

    for _, api := range apis {
        go checkAPI(api, ch)
    }

    for i := 0; i < len(apis); i++ {
        fmt.Print(<-ch)
    }

    elapsed := time.Since(start)
    fmt.Printf("Done! It took %v seconds!\n", elapsed.Seconds())
}

func checkAPI(api string, ch chan string) {
    _, err := http.Get(api)
    if err != nil {
        ch <- fmt.Sprintf("ERROR: %s is down!\n", api)
        return
    }

    ch <- fmt.Sprintf("SUCCESS: %s is up and running!\n", api)
}
运行程序时,将看到与以前相同的输出。 可以更改channel的大小,用更小或更大的数字进行测试,程序仍能正常运行。

无缓冲channel与有缓冲channel

现在,你可能想知道何时使用这两种类型。 这完全取决于你希望goroutine之间的通信如何进行。 无缓冲channel同步通信。 它们保证每次发送数据时,程序都会被阻止,直到有人从channel中读取数据。
相反,有缓冲channel将发送和接收操作解耦。 它们不会阻止程序,但你必须小心使用,因为可能最终会导致死锁(如前文所述)。 使用无缓冲channel时,可以控制可并发运行的goroutine的数量。 例如,你可能要对API进行调用,并且想要控制每秒执行的调用次数。 否则,你可能会被阻止。

Channel方向

Go中的通道具有另一个有趣的功能。 在使用通道作为函数的参数时,可以指定通道是要"发送"数据还是"接收"数据。 随着程序的增长,可能会使用大量的函数,这时候,最好记录每个channel的意图,以便正确使用它们。 或者,你要编写一个库,并希望将channel公开为只读,以保持数据一致性。
要定义channel的方向,可以使用与读取或接收数据时类似的方式进行定义。 但是你在函数参数中声明channel时执行此操作。 将通道类型定义为函数中的参数的语法如下所示:
chan<- int // 仅用于写入数据的chan
<-chan int // 仅用于读取数据的chan
通过仅接收的channel发送数据时,在编译程序时会出现错误。
让我们使用以下程序作为两个函数的示例,一个函数用于读取数据,另一个函数用于发送数据:
package main

import "fmt"

func send(ch chan<- string, message string) {
    fmt.Printf("Sending: %#v\n", message)
    ch <- message
}

func read(ch <-chan string) {
    fmt.Printf("Receiving: %#v\n", <-ch)
}

func main() {
    ch := make(chan string, 1)
    send(ch, "Hello World!")
    read(ch)
}

运行程序时,将看到以下输出:

Sending: "Hello World!"
Receiving: "Hello World!"

程序阐明每个函数中每个channel的意图。 如果试图使用一个channel在一个仅用于接收数据的channel中发送数据,将会出现编译错误。 例如,尝试执行如下所示的操作:

func read(ch <-chan string) {
    fmt.Printf("Receiving: %#v\n", <-ch)
    ch <- "Bye!"
}

运行程序时,将看到以下错误:

# command-line-arguments
./main.go:12:5: invalid operation: ch <- "Bye!" (send to receive-only type <-chan string)

编译错误总比误用channel好。

多路复用

最后,让我们讨论如何使用select关键字与多个通道同时交互。 有时,在使用多个channel时,需要等待事件发生。 例如,当程序正在处理的数据中出现异常时,可以包含一些逻辑来取消操作。
select语句的工作方式类似于switch语句,但它适用于channel。 它会阻止程序的执行,直到它收到要处理的事件。 如果它收到多个事件,则会随机选择一个。
select语句的一个重要方面是,它在处理事件后完成执行。 如果要等待更多事件发生,则可能需要使用循环。
让我们使用以下程序来看看select的运行情况:
package main

import (
    "fmt"
    "time"
)

func process(ch chan string) {
    time.Sleep(3 * time.Second)
    ch <- "Done processing!"
}

func replicate(ch chan string) {
    time.Sleep(1 * time.Second)
    ch <- "Done replicating!"
}

func main() {
    ch1 := make(chan string)
    ch2 := make(chan string)
    go process(ch1)
    go replicate(ch2)

    for i := 0; i < 2; i++ {
        select {
        case process := <-ch1:
            fmt.Println(process)
        case replicate := <-ch2:
            fmt.Println(replicate)
        }
    }
}

运行程序时,将看到以下输出:

Done replicating!
Done processing!

请注意,replicate函数首先完成,这就是首先在终端中看到其输出的原因。 main函数存在一个循环,因为select语句在收到事件后立即结束,但我们仍在等待process函数完成。

© 本文著作权归作者所有。转载请联系授权,禁止商用。

🔗 系列文章

1. Go语言教程之边写边学:Go语言介绍

2. Go语言教程之边写边学:变量

3. Go语言教程之边写边学:常量

4. Go语言教程之边写边:数据类型定义

5. Go语言教程之边写边学:类型转换-如何在Go中将字符串转换为整数类型?

6. Go语言教程之边写边学:类型转换-如何在Go中将字符串转换为浮点类型?

7. Go语言教程之边写边学:类型转换-如何在Go中将字符串转换为布尔数据类型转换?

8. Go语言教程之边写边学:类型转换-如何在Go中将布尔类型转换为字符串?

9. Go语言教程之边写边学:类型转换-如何在 Go 中将浮点转换为字符串类型?

10. Go语言教程之边写边学:类型转换-integer到string转换的不同方式

11. Go语言教程之边写边学:类型转换-将Int数据类型转换为 Int16 Int32 Int64

12. Go语言教程之边写边学:类型转换-将float32转换为float64,将float64转换为float32

13. Go语言教程之边写边学:类型转换-将integer转换为float

14. Go语言教程之边写边学:运算符

15. Go语言教程之边写边学:If...Else...Else If条件语句

16. Go语言教程之边写边学:Switch…Case条件语句

17. Go语言教程之边写边学:For循环

18. Go语言教程之边写边学:函数

19. Go语言教程之边写边学:可变参数函数

20. Go语言教程之边写边学:延迟调用函数

21. Go语言教程之边写边学:panic和recover

22. Go语言教程之边写边学:数组array

23. Go语言教程之边写边学:切片slice

24. Go语言教程之边写边学:映射map

25. Go语言教程之边写边学:结构 struct

26. Go语言教程之边写边学:接口 interface

27. Go语言教程之边写边学:协程 Goroutine

28. Go语言教程之边写边学:通道 channel

29. Go语言教程之边写边学:并发 Concurrency

30. Go语言教程之边写边学:日志 logging

31. Go语言教程之边写边学:操作文件和文件夹,压缩和解压缩

32. Go语言教程之边写边学:读写不同的文件类型

33. Go语言教程之边写边学:正则表达式 Regex

34. Go语言教程之边写边学:golang中处理DNS记录

35. Go语言教程之边写边学:密码学 Cryptography

36. Go语言教程之边写边学:golang的一些陷阱

37. Go语言教程之边写边学:导入导出:如何从其他包或者子包中导入结构体

38. Go语言教程之边写边学:导入导出:用指针访问并修改其他包的变量

39. Go语言教程之边写边学:导入导出:如何导入包并声明包的别名

40. Go语言教程之边写边学:导入导出:如何实现来自不同包的接口?

41. Go语言教程之边写边学:导入导出:如何从另一个包调用函数?

42. Go语言教程之边写边学:导入导出:解引用来自另一个包的指针

43. Go语言教程之边写边学:常用的软件库:结构体和字段验证

44. Go语言教程之边写边学:常用的软件库:Golang中的动态JSON

45. Go语言教程之边写边学:常用的软件库:Golang统计包

46. Go语言教程之边写边学:常用的软件库:slice和map过滤器

47. Go语言教程之边写边学:常用的软件库:HTML解析器

48. Go语言教程之边写边学:常用的软件库:常用正则表达式包CommonRegex

49. Go语言教程之边写边学:常用的软件库:简单图像处理包

50. Go语言教程之边写边学:常用的软件库:图表包

51. Go语言教程之边写边学:常用的软件库:动态XML解析器

52. Go语言教程之边写边学:常用的软件库:时间工具包

53. Go语言教程之边写边学:web应用:如何创建照片库

54. Go语言教程之边写边学:web应用:获取Twitter趋势某个位置附近的热门主题标签

55. Go语言教程之边写边学:web应用:生成二维码的Web应用程序

56. Go语言教程之边写边学:web应用:读取和写入JSON数据的Web应用程序

57. Go语言教程之边写边学:Goroutines和Channels练习:启动多个Goroutine,每个goroutine都向一个频道添加值

58. Go语言教程之边写边学:Goroutines和Channels练习:从通道发送和接收值

59. Go语言教程之边写边学:Goroutines和Channels练习:将斐波那契数列读写到通道

60. Go语言教程之边写边学:Goroutines和Channels练习:Goroutines通道执行顺序

61. Go语言教程之边写边学:Goroutines和Channels练习:查找奇数和偶数

62. Go语言教程之边写边学:Goroutines和Channels练习:哲学家就餐问题

63. Go语言教程之边写边学:Goroutines和Channels练习:检查点同步问题

64. Go语言教程之边写边学:Goroutines和Channels练习:生产者消费者问题

65. Go语言教程之边写边学:Goroutines和Channels练习:睡眠理发师问题

66. Go语言教程之边写边学:Goroutines和Channels练习:吸烟者问题

67. Go语言教程之边写边学:Golang中的反射:Reflect 包的copy函数

68. Go语言教程之边写边学:Golang中的反射:Reflect包的DeepEqual函数

69. Go语言教程之边写边学:Golang中的反射:Reflect包的swapper函数

70. Go语言教程之边写边学:Golang中的反射:Reflect包的TypeOf函数

71. Go语言教程之边写边学:Golang中的反射:Reflect包的ValueOf函数

72. Go语言教程之边写边学:Golang中的反射:Reflect包的Field相关函数

73. Go语言教程之边写边学:Golang中的反射:Reflect包的Make相关函数

74. Go语言教程之边写边学:golang中创建结构体切片

75. Go语言教程之边写边学:golang中创建结构体字典

76. Go语言教程之边写边学:golang中捕获panic

77. Go语言教程之边写边学:检查结构体中是否存在某个字段

78. Go语言教程之边写边学:初始化包含结构体切片的结构体

79. Go语言教程之边写边学:使用空接口动态添加结构体成员

80. Go语言教程之边写边学:将结构字段转换为映射字符串

81. Go语言教程之边写边学:Golang中的字符串

82. Go语言教程之边写边学:Golang中的字符串:字符串操作

83. Go语言教程之边写边学:Golang中的字符串:字符串字符编码

84. Go语言教程之边写边学:Golang Web服务器示例

85. Go语言教程之边写边学:Go中的HTTP服务器

86. Go语言教程之边写边学:Go中的HTTP客户端

87. Go语言教程之边写边学:使用HTTP客户端在HTTP请求中设置标头

88. Go语言教程之边写边学:使用HTTP客户端从HTTP响应中读取标头

89. Go语言教程之边写边学:处理HTTP重定向

90. Go语言教程之边写边学:如何处理HTTP 错误

91. Go语言教程之边写边学:如何在HTTP响应中设置标头

92. Go语言教程之边写边学:如何读取HTTP响应中的标头

93. Go语言教程之边写边学:如何在HTTP请求中设置cookie

94. Go语言教程之边写边学:如何读取HTTP请求中的cookie

95. Go语言教程之边写边学:如何处理HTTP身份验证

96. Go语言教程之边写边学:如何在HTTP客户端处理HTTP超时

97. Go语言教程之边写边学:如何优雅地处理HTTP服务器关闭

98. Go语言教程之边写边学:如何处理HTTP客户端-服务器安全

99. Go语言教程之边写边学:如何处理HTTP服务器负载均衡

100. Go语言教程之边写边学:如何处理HTTP服务器缓存

101. Go语言教程之边写边学:如何处理HTTP客户端缓存

102. Go语言教程之边写边学:如何处理HTTP服务器健康检查

103. Go语言教程之边写边学:如何处理HTTP客户端请求压缩

104. Go语言教程之边写边学:如何处理HTTP服务器日志记录

105. Go语言教程之边写边学:如何创建HTTP/2服务器

106. Go语言教程之边写边学:如何向Prometheus发出服务器预警

107. Go语言教程之边写边学:标准库:Context包

108. Go语言教程之边写边学:基础练习:打印金字塔型星号

109. Go语言教程之边写边学:基础练习:检查一个数字是否是回文

110. Go语言教程之边写边学:基础练习:打印乘法表

111. Go语言教程之边写边学:基础练习:打印帕斯卡三角形

112. Go语言教程之边写边学:基础练习:如何创建多个goroutine,如何使用三个逻辑处理器

113. Go语言教程之边写边学:基础练习:如何提高 Golang 应用程序的性能?

114. Go语言教程之边写边学:基础练习:类型嵌入和方法覆盖的接口示例

115. Go语言教程之边写边学:基础练习:如何使用WaitGroup将main函数的执行延迟到所有goroutines完成后

116. Go语言教程之边写边学:基础练习:逐行读取文件到字符串

117. Go语言教程之边写边学:基础练习:并发最佳实践

118. Go语言教程之边写边学:基础练习:2023年要遵循的最佳实践

119. Go语言教程之边写边学:基础练习:如何获取带有本地时区的当前日期和时间

120. Go语言教程之边写边学:基础练习:获取今天是星期几,今天是今年的第几天,本周是今年的第几周?

121. Go语言教程之边写边学:基础练习:获取 EST、UTC 和 MST 中的当前日期和时间

122. Go语言教程之边写边学:基础练习:获取两个日期之间的小时、天、分钟和秒差 [未来和过去]

123. Go语言教程之边写边学:基础练习:将年、月、日、小时、分钟、秒、毫秒、微秒和纳秒添加到当前日期时间

124. Go语言教程之边写边学:基础练习:将年、月、日、小时、分钟、秒、毫秒、微秒和纳秒从当前日期时间减去

125. Go语言教程之边写边学:基础练习:以各种格式获取当前日期和时间

126. Go语言教程之边写边学:基础练习:从当前日期和时间获取年、月、日、小时、分钟和秒

127. Go语言教程之边写边学:基础练习:将特定的UTC日期时间转换为 PST、HST、MST 和 SGT

128. Go语言教程之边写边学:基础练习:使用carbon日期时间包

129. Go语言教程之边写边学:基础练习:切片排序、反转、搜索功能

130. Go语言教程之边写边学:基础练习:常用字符串函数(1)

131. Go语言教程之边写边学:基础练习:常用字符串函数(2)

132. Go语言教程之边写边学:基础练习:常用字符串函数(3)

133. Go语言教程之边写边学:基础练习:常用字符串函数(4)

134. Go语言教程之边写边学:基础练习:方法和对象

135. Go语言教程之边写边学:基础练习:接口的设计理念

136. Go语言教程之边写边学:数据结构与算法:线性搜索

137. Go语言教程之边写边学:数据结构与算法:二分搜索

138. Go语言教程之边写边学:数据结构与算法:插值搜索

139. Go语言教程之边写边学:数据结构与算法:冒泡排序

140. Go语言教程之边写边学:数据结构与算法:快速排序

141. Go语言教程之边写边学:数据结构与算法:选择排序

142. Go语言教程之边写边学:数据结构与算法:希尔排序

143. Go语言教程之边写边学:数据结构与算法:插入排序

144. Go语言教程之边写边学:数据结构与算法:梳排序

145. Go语言教程之边写边学:数据结构与算法:归并排序

146. Go语言教程之边写边学:数据结构与算法:基数排序

147. Go语言教程之边写边学:数据结构与算法:烧饼排序

148. Go语言教程之边写边学:数据结构与算法:二叉树

149. Go语言教程之边写边学:数据结构与算法:Rabin-Karp

150. Go语言教程之边写边学:数据结构与算法:链表 Linked List

151. Go语言教程之边写边学:数据结构与算法:LIFO堆栈和FIFO队列

152. Go语言教程之边写边学:数据结构与算法:BFPRT中位数的中位数

153. Go语言教程之边写边学:数据结构与算法:LCS最长公共子序列

154. Go语言教程之边写边学:数据结构与算法:Levenshtein Distance编辑距离

155. Go语言教程之边写边学:数据结构与算法:KMP算法 字符串匹配算法

156. Go语言教程之边写边学:数据结构与算法:Floyd–Warshall多源最短路径

157. Go语言教程之边写边学:数据结构与算法:汉诺塔Tower of Hanoi

158. Go语言教程之边写边学:数据结构与算法:哈夫曼编码(Huffman Coding)

159. Go语言教程之边写边学:数据结构与算法:绘制长方体

160. Go语言教程之边写边学:数据结构与算法:生成随机迷宫

161. Go语言教程之边写边学:数据结构与算法:生成数字折线矩阵

162. Go语言教程之边写边学:数据结构与算法:生成数字螺旋矩阵

163. Go语言教程之边写边学:数据结构与算法:生成自平衡二叉查找树 AVL tree

164. Go语言教程之边写边学:数据结构与算法:打印给定字符串的所有排列

165. Go语言教程之边写边学:数据结构与算法:LZW 数据无损压缩和解压缩

166. Go语言教程之边写边学:了解go中并发工作原理:了解goroutine

167. Go语言教程之边写边学:了解go中并发工作原理:将channel用作通信机制

168. Go语言教程之边写边学:了解go中并发工作原理:了解有缓冲channel

169. Go语言教程之边写边学:了解go中并发工作原理:挑战:利用并发方法更快地计算斐波纳契数

170. Go语言教程之边写边学:编写并测试程序 :概述网上银行项目

171. Go语言教程之边写边学:编写并测试程序 :开始编写测试

172. Go语言教程之边写边学:编写并测试程序 :编写银行核心程序包

173. Go语言教程之边写边学:编写并测试程序 :编写银行 API

174. Go语言教程之边写边学:编写并测试程序 :完成银行项目功能

175. Go语言教程之边写边学:了解如何在 Go 中处理错误

176. Go语言教程之边写边学:标准库:strings(1)

177. Go语言教程之边写边学:标准库:strings(2)

178. Go语言教程之边写边学:标准库:strings(3)

179. Go语言教程之边写边学:标准库:strings(4)

180. Go语言教程之边写边学:标准库:strings(5)

181. Go语言教程之边写边学:标准库:strings(6)