这篇文章总结了 channel 的 10 种常用操作, 以一个更高的视角看待 channel, 会给大家带来对 channel 更全面的认识.
在介绍 10 种操作前, 先简要介绍下 channel 的使用场景, 基本操作和注意事项.
channel 的使用场景
把 channel 用在数据流动的地方:
消息传递, 消息过滤
信号广播
事件订阅与广播
请求, 响应转发
任务分发
结果汇总
并发控制
同步与异步
...
channel 的基本操作和注意事项
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
channel 可进行 3 种操作:
读
写
关闭
把这 3 种操作和 3 种 channel 状态可以组合出 9 种情况:
对于 nil 通道的情况, 也并非完全遵循上表, 有 1 个特殊场景: 当 nil 的通道在 select 的某个 case 中时, 这个 case 会阻塞, 但不会造成死锁.
参考代码请看: https://dave.cheney.net/2014/...
下面介绍使用 channel 的 10 种常用操作.
1. 使用 for range 读 channel
场景: 当需要不断从 channel 读取数据时
原理: 使用 for-range 读取 channel, 这样既安全又便利, 当 channel 关闭时, for 循环会自动退出, 无需主动监测 channel 是否关闭, 可以防止读取已经关闭的 channel, 造成读到数据为通道所存储的数据类型的零值.
用法:
- for x := range ch{
- fmt.Println(x)
- }
2. 使用_,ok 判断 channel 是否关闭
场景: 读 channel, 但不确定 channel 是否关闭时
原理: 读已关闭的 channel 会造成 panic, 如果不确定 channel, 需要使用 ok 进行检测. ok 的结果和含义:
true: 读到数据, 并且通道没有关闭.
false: 通道关闭, 无数据读到.
用法:
- if v, ok := <- ch; ok {
- fmt.Println(v)
- }
3. 使用 select 处理多个 channel
场景: 需要对多个通道进行同时处理, 但只处理最先发生的 channel 时
原理: select 可以同时监控多个通道的情况, 只处理未阻塞的 case. 当通道为 nil 时, 对应的 case 永远为阻塞, 无论读写. 特殊关注: 普通情况下, 对 nil 的通道写操作是要 panic 的.
用法:
- // 分配 job 时, 如果收到关闭的通知则退出, 不分配 job
- func (h *Handler) handle(job *Job) {
- select {
- case h.jobCh<-job:
- return
- case <-h.stopCh:
- return
- }
- }
4. 使用 channel 的声明控制读写权限
场景: 协程对某个通道只读或只写时
目的: A. 使代码更易读, 更易维护, B. 防止只读协程对通道进行写数据, 但通道已关闭, 造成 panic.
用法:
如果协程对某个 channel 只有写操作, 则这个 channel 声明为只写.
如果协程对某个 channel 只有读操作, 则这个 channe 声明为只读.
- // 只有 generator 进行对 outCh 进行写操作, 返回声明
- // <-chan int, 可以防止其他协程乱用此通道, 造成隐藏 bug
- func generator(int n) <-chan int {
- outCh := make(chan int)
- go func(){
- for i:=0;i<n;i++{
- outCh<-i
- }
- }()
- return outCh
- }
- // consumer 只读 inCh 的数据, 声明为 <-chan int
- // 可以防止它向 inCh 写数据
- func consumer(inCh <-chan int) {
- for x := range inCh {
- fmt.Println(x)
- }
- }
5. 使用缓冲 channel 增强并发和异步
场景: 异步和并发
原理: A. 有缓冲通道是异步的, 无缓冲通道是同步的, B. 有缓冲通道可供多个协程同时处理, 在一定程度可提高并发性.
用法:
- // 无缓冲, 同步
- ch1 := make(chan int)
- ch2 := make(chan int, 0)
- // 有缓冲, 异步
- ch3 := make(chan int, 1)
- // 使用 5 个 `do` 协程同时处理输入数据
- func test() {
- inCh := generator(100)
- outCh := make(chan int, 10)
- for i := 0; i < 5; i++ {
- go do(inCh, outCh)
- }
- for r := range outCh {
- fmt.Println(r)
- }
- }
- func do(inCh <-chan int, outCh chan<- int) {
- for v := range inCh {
- outCh <- v * v
- }
- }
6. 为操作加上超时
场景: 需要超时控制的操作
原理: 使用 select 和 time.After, 看操作和定时器哪个先返回, 处理先完成的, 就达到了超时控制的效果
用法:
- 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
- }
7. 使用 time 实现 channel 无阻塞读写
场景: 并不希望在 channel 的读写上浪费时间
原理: 是为操作加上超时的扩展, 这里的操作是 channel 的读或写
用法:
- 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")
- }
- }
注: time.After 等待可以替换为 default, 则是 channel 阻塞时, 立即返回的效果
8. 使用 close(ch) 关闭所有下游协程
场景: 退出时, 显示通知所有协程退出
原理: 所有读 ch 的协程都会收到 close(ch) 的信号
用法:
- func (h *Handler) Stop() {
- close(h.stopCh)
- // 可以使用 WaitGroup 等待所有协程退出
- }
- // 收到停止后, 不再处理请求
- func (h *Handler) loop() error {
- for {
- select {
- case req := <-h.reqCh:
- go handle(req)
- case <-h.stopCh:
- return
- }
- }
- }
9. 使用 chan struct{} 作为信号 channel
场景: 使用 channel 传递信号, 而不是传递数据时
原理: 没数据需要传递时, 传递空 struct
用法:
- // 上例中的 Handler.stopCh 就是一个例子, stopCh 并不需要传递任何数据
- // 只是要给所有协程发送退出的信号
- type Handler struct {
- stopCh chan struct{}
- reqCh chan *Request
- }
10. 使用 channel 传递结构体的指针而非结构体
场景: 使用 channel 传递结构体数据时
原理: channel 本质上传递的是数据的拷贝, 拷贝的数据越小传输效率越高, 传递结构体指针, 比传递结构体更高效
用法:
- reqCh chan *Request
- // 好过
- reqCh chan Request
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来源: https://segmentfault.com/a/1190000017958702