Golang——channel

channel是Go在语言层面提供的协程间的通信方式。通过channel我们可以实现多个协程之间的通信，并对协程进行并发控制。

使用注意：

1. 管道没有缓冲区时，从管道中读取数据会阻塞，直到有协程向管道中写入数据。类似地，向管道中写入数据会阻塞，直到有协程从管道读取数据。

2. 管道有缓冲区时，从管道中读取数据，如果缓冲区没有数据也会进行阻塞，直到有协程向管道中写入数据。向管道写入数据，如果缓冲区已满也会进行阻塞，直到有协程从管道中读取数据。

3. 对于一个值为nil的管道，无论读写数据都会阻塞，而且是永久阻塞。

4. 读取已经关闭的管道，如果管道有缓冲区的话，会获取缓冲区中的数据，如果缓冲区中没有数据会返回零值

5. 向已经关闭的管道中写入数据会触发panic【panic:send on closed channel】

6. 读取管道的时候会返回两个值，第一个是从管道中取出元素的值，第二个是检测管道的缓冲区中是否还有元素，如果有返回true,没有返回false。

   1. 我们从一个已经关闭的管道中读取元素，如果这一个管道有缓冲区并且缓冲区中有元素，那么会获取缓冲区中的元素并true。如果这一个缓冲区没有元素，那么就会返回该管道类型的零值和false。

底层实现：

channel的底层数据结构实现源码位置:src/runtime/chan.go:hchan

type hchan struct {
    qcount   uint           // 当前队列中的元素个数
    dataqsiz uint           // 队列的长度
    buf      unsafe.Pointer // 指向一个数组空间，channel中的队列是通过数组实现的
    elemsize uint16         // 类型的大小
    closed   uint32         // 是否已经关闭
    elemtype *_type         // 管道的类型
    sendx    uint           // 元素写入队列中的下标位置
    recvx    uint           // 从环形队列中读取元素的位置
    recvq    waitq          // 待读取队列，阻塞中
    sendq    waitq          // 待写入队列，阻塞中
    lock     mutex          //锁，防止多个协程同时操作一个管
}

channel的底层实现由环形队列、类型信息、等待队列三部分组成。

1. 创建管道的过程实际就是初始化hchan结构体的过程

2. 向管道中写入数据时

   1. 如果缓冲区有空余位置，则将数据写入缓冲区，结束发送过程

   2. 如果缓冲区中没有位置，则将当前协程加入sendq队列，进入睡眠并等待被取协程唤醒。如果读取队列不为空，则会直接将数据写入到等待读取的协程中，并等待唤醒读取的协程。【先检查recvq是否为空,再检查buf是否有空位置】

3. 从管道中读取数据

   1. 如果缓冲区有数据，则直接读取缓冲区中数据，结束读取过程

   2. 如果缓冲区中没有数据，则将当前协程加入recvq队列，进入睡眠并等待被写入协程唤醒。如果写入队列不为空，并且没有缓冲区，那么此时将直接从sendq中的第一个协程获取数据。【先检查sendq是否为空，之后根据判断，如果为空，检查环形队列中是否有数据；如果不为空，检查是否有缓冲区，如果有缓冲区将取出缓冲区中的第一个数据，并将sendq队列中的第一个协程中的数据写入到buf中，如果没有缓冲区，则直接读取sendq队列中的第一个协程】

4. 关闭管道

     关闭管道的时候会把recvq中的协程全部唤醒，这些协程获取到的数据都为对应类型的零值。同时也会把sendq队列中的协程全部唤醒，但是这些协程会触发panic。

常见用法：

• switch-case 随机选择一个可执行的case进行执行，如果所有的case都不能执行，则执行default，如果没有default的话，则进行阻塞等待，直到有一个可执行的case。
• for-range 可以作用于管道，如果遍历的管道没有关闭，则会将管道中的所有的元素遍历并取出，并阻塞读取管道中的元素；如果遍历的是一个已经关闭的管道，则会取出管道中的所有的元素，并正常关闭。