golang中channel的实现原理

上一次，研究了一下map的实现原理，原文链接：golang中map的实现原理_初级程序猿一步步进阶高级的博客-优快云博客

这次我们来研究一下，channel的实现原理。

1、初始化一个channel变量

ch := make(chan int, 10)

2、make后，也会调用对应的方法

        当make初始化chan类型的数据时，会调用makechan64()方法，在这个方法中会再调用makechan()方法，返回了一个hchan这个数据类型的地址。*注意，重点来了，chan类型的核心就是hchan这个结构体，后面我们会看hchan里有什么，以及它的核心逻辑是什么。

func makechan64(t *chantype, size int64) *hchan {
	if int64(int(size)) != size {
		panic(plainError("makechan: size out of range"))
	}

	return makechan(t, int(size))
}


func makechan(t *chantype, size int) *hchan {
	// 为了方便理解省略部分代码，感兴趣可以查看这部分源码，在这里主要想展现的是makechan方法返回的其实是hchan这个结构体的地址

	var c *hchan // 关键代码
	switch {
	default:
		// Elements contain pointers.
		c = new(hchan) //关键代码
		c.buf = mallocgc(mem, elem, true)
	}

	c.elemsize = uint16(elem.size)
	c.elemtype = elem
	c.dataqsiz = uint(size)

	return c
}

3、hchan结构体的介绍

        截图来自源码文件：runtime/chan.go文件，感兴趣的可以亲自去看读一下。

        qcount：已经存储了多少元素

         buf：缓冲区的地址，比如 ch <- 5，会把5存在这个缓冲区

        dataqsiz：最多存储多少元素

         elemsize：每个元素占多少空间

        closed: 表示chan是否关闭

        sendx：表示当前写入的位置

        recvq：表示读的位置

        sendq：写满了以后会阻塞，这时会存放在队列，以待被唤醒执行

        recvq：读队列与上相同逻辑，没有数据时也会阻塞等待被唤醒执行

        lock：这个是非常重要的，channel具有锁机制，所以channel是安全的。

4、hchan是如何工作的？

        当我们使用make初始化后，就指定了缓冲区可以存储多少个数据。比如3个

ch := make(chan int, 3)

        这时候sendx和recvq都指在这个缓冲区 的0的位置，像这样

        现在给ch增加两个数据，

ch <- 1
ch <- 2

        就会变成这样，sendx指向位置往后移动，sendx指向的位置就是下次写入数据的位置。

         如果我再写入两个数据3和4，这时候sendx走到头之后又会再从0开始，但是很不巧0的位置已经有数据了，所以只有3被写入了，4就会阻塞，阻塞的情况就会被记录到写的队列-sendq。

ch <- 3
ch <- 4

 

再来看看读，如果我们读了2个数据，recvq就会往后移动两个位置，同时因为读把0的位置空出来了，写的队列会被激活，把4放入0的位置上。

<- ch
<- ch

 

读到最后，也会重新从0开始读，它们是在这个缓冲区循环往复的读和写，再配合着两个队列和锁保证它的可靠性。

以上就是chan类型的基本运行原理了。