Go入门 - 无缓冲通道VS有缓冲通道

本文来源 Golang并发编程有缓冲通道和无缓冲通道（channel） 不同地方在于为了方便理解将代码做了微调  

侵删

无缓冲通道

是指在接收前没有能力保存任何值的通道。
这种类型的通道要求发送goroutine和接收goroutine同时准备好，才能完成发送和接收操作。如果两个goroutine没有同时准备好，通道会导致先执行发送或接收操作的goroutine阻塞等待。
这种对通道进行发送和接收的交互行为本身就是同步的，其中任意一个操作都无法离开另一个操作单独存在。

上图所示，如同接力赛。根据图编号观察①两个协程，创建好了通道②一个往通道里放，这时候两边阻塞④这时候另一个协程要接⑤另一个协程取出来，从①-⑤都是阻塞的，⑥才完成交接，才不会阻塞。

再比喻： 就是一个送信人去你家门口送信 ，你不在家 他不走，你一定要接下信，他才会走。

无缓冲channel创建

ch := make(chan int, 0)  //第二个参数为0，或者不写第二个参数

如果没有指定缓冲区容量，那么该通道就是同步的，因此会阻塞到发送者准备好发送和接收者准备好接收。

代码案例

 

package main

import (
    "fmt"
    "time"
)

func main() {
    //创建一个无缓存的channel
    ch := make(chan int, 0)

    //len(ch)缓冲区剩余数据个数， cap(ch)缓冲区大小，两者这里永远都是0
    fmt.Printf("缓冲区剩余数据个数:%d, 缓冲区大小:%d\n", len(ch), cap(ch))

    //新建协程
    go func() {
        for i := 0; i < 3; i++ { //写三次
            fmt.Printf("准备写入第【%d】个子协程\n", i)
            ch <- i //往chan写内容
            //fmt.Printf("len(ch) = %d, cap(ch)= %d\n", len(ch), cap(ch))
            fmt.Printf("上面是第【%d】个子协程的写入，我这里会执行到吗\n",i)
        }
    }()

    //延时2秒
    fmt.Printf("我要去睡两秒\n")
    time.Sleep(3 * time.Second)
    fmt.Printf("睡醒了\n")

    for i := 0; i < 3; i++ { //必须读三次
        fmt.Printf("此时开始读第【%d】个写入\n", i)
        num := <-ch //读管道中内容，没有内容前，阻塞
        fmt.Printf("第【%d】个写入读到了，值是【%d】\n", i, num)
    }
}

执行结果：

缓冲区剩余数据个数:0, 缓冲区大小:0
我要去睡两秒
准备写入第【0】个子协程
睡醒了
此时开始读第【0】个写入
第【0】个写入读到了，值是【0】
此时开始读第【1】个写入
上面是第【0】个子协程的写入，我这里会执行到吗
准备写入第【1】个子协程
上面是第【1】个子协程的写入，我这里会执行到吗
准备写入第【2】个子协程
第【1】个写入读到了，值是【1】
此时开始读第【2】个写入
第【2】个写入读到了，值是【2】

主执行流程：

//延时2秒
fmt.Printf("我要去睡两秒\n")
time.Sleep(3 * time.Second)
fmt.Printf("睡醒了\n")

//两秒钟时间子协程肯定把for循环执行完毕，但这里也会出现阻塞
//阻塞原因是：当执行到往通道写数据是无缓冲的，对方不读之前会阻塞。也就是，在主协程等着子协程写完，但是主协程还没到读的时候，这时候出现阻塞，等到主协程读完数据才会往下走。
可以执行观察一下程序的执行卡顿观察阻塞

for i := 0; i < 3; i++ { //必须读三次
    fmt.Printf("此时开始读第【%d】个写入\n", i)
    num := <-ch //读管道中内容，没有内容前，阻塞
    fmt.Printf("第【%d】个写入读到了，值是【%d】\n", i, num)
}

打印结果分析：首先子协程for循环往管道里写入一个数据，紧接着主协程for循环出现阻塞，然后主协程for循环从管道读数据，读完了打印。主协程打印完，子协程for循环继续给管道数据，但也有可能主协程读完数据没来得及打印，子协程就把数据写入管道并打印完毕，因为两个是同时并行的。

 

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有缓冲通道

 指通道可以保存多个值。

如果给定了一个缓冲区容量，那么通道就是异步的，只要缓冲区有未使用空间用于发送数据，或还包含可以接收的数据，那么其通信就会无阻塞地进行

上图所示：

①右侧的goroutine正在从通道接收一个值。
②右侧的goroutine独立完成了接手值得动作，而左侧的goroutine正在发送一个新值到通道里。
③左侧的goroutine还在向通道发送新值，而右侧的goroutine正在从通道接收另一个值。这个步骤里的两个操作既不是同步，也不会互相阻塞。
④所有的发送和接收都完成，而通道里还有几个值，也有一些空间可以存储更多的值

有缓冲channel创建

ch := make(chan int, 3)  //容量是3

代码案例

package main

import (
    "fmt"
    "time"
)

func main() {
    //创建一个有缓存的channel
    ch := make(chan int, 3) //容量是3

    //len(ch)缓冲区剩余数据个数， cap(ch)缓冲区大小
    fmt.Printf("缓冲区剩余数据个数:%d, 缓冲区大小:%d\n", len(ch), cap(ch))

    //新建协程
    go func() {
        for i := 1; i <= 10; i++ { //这里数据量大于管道容量，会出阻塞
            fmt.Printf("子协程[%d]开始写入: 缓冲区剩余数据个数:%d, 缓冲区大小:%d\n", i, len(ch), cap(ch))
            ch <- i //往chan写内容，如果主协程没读的话，写满3个就会阻塞在此
        }
    }()

    //延时
    time.Sleep(2 * time.Second)

    for i := 1; i <= 10; i++ { //这里数据量大于管道容量，会出阻塞
        fmt.Printf("子协程[%d]准备读出: 缓冲区剩余数据个数:%d, 缓冲区大小:%d\n", i, len(ch), cap(ch))
        num := <-ch //读管道中内容，没有内容前，阻塞
        fmt.Printf("子协程[%d]已读，读出结果为[%d]: 缓冲区剩余数据个数:%d, 缓冲区大小:%d\n", i, num, len(ch), cap(ch))

    }

}

结果为

缓冲区剩余数据个数:0, 缓冲区大小:3
子协程[1]开始写入: 缓冲区剩余数据个数:0, 缓冲区大小:3
子协程[2]开始写入: 缓冲区剩余数据个数:1, 缓冲区大小:3
子协程[3]开始写入: 缓冲区剩余数据个数:2, 缓冲区大小:3
子协程[4]开始写入: 缓冲区剩余数据个数:3, 缓冲区大小:3
子协程[1]准备读出: 缓冲区剩余数据个数:3, 缓冲区大小:3
子协程[1]已读，读出结果为[1]: 缓冲区剩余数据个数:3, 缓冲区大小:3
子协程[2]准备读出: 缓冲区剩余数据个数:3, 缓冲区大小:3
子协程[2]已读，读出结果为[2]: 缓冲区剩余数据个数:2, 缓冲区大小:3
子协程[3]准备读出: 缓冲区剩余数据个数:2, 缓冲区大小:3
子协程[3]已读，读出结果为[3]: 缓冲区剩余数据个数:1, 缓冲区大小:3
子协程[4]准备读出: 缓冲区剩余数据个数:1, 缓冲区大小:3
子协程[4]已读，读出结果为[4]: 缓冲区剩余数据个数:0, 缓冲区大小:3
子协程[5]准备读出: 缓冲区剩余数据个数:0, 缓冲区大小:3
子协程[5]开始写入: 缓冲区剩余数据个数:3, 缓冲区大小:3
子协程[6]开始写入: 缓冲区剩余数据个数:0, 缓冲区大小:3
子协程[7]开始写入: 缓冲区剩余数据个数:1, 缓冲区大小:3
子协程[8]开始写入: 缓冲区剩余数据个数:2, 缓冲区大小:3
子协程[9]开始写入: 缓冲区剩余数据个数:3, 缓冲区大小:3
子协程[5]已读，读出结果为[5]: 缓冲区剩余数据个数:0, 缓冲区大小:3
子协程[6]准备读出: 缓冲区剩余数据个数:3, 缓冲区大小:3
子协程[6]已读，读出结果为[6]: 缓冲区剩余数据个数:3, 缓冲区大小:3
子协程[7]准备读出: 缓冲区剩余数据个数:3, 缓冲区大小:3
子协程[7]已读，读出结果为[7]: 缓冲区剩余数据个数:2, 缓冲区大小:3
子协程[8]准备读出: 缓冲区剩余数据个数:2, 缓冲区大小:3
子协程[8]已读，读出结果为[8]: 缓冲区剩余数据个数:1, 缓冲区大小:3
子协程[9]准备读出: 缓冲区剩余数据个数:1, 缓冲区大小:3
子协程[9]已读，读出结果为[9]: 缓冲区剩余数据个数:0, 缓冲区大小:3
子协程[10]准备读出: 缓冲区剩余数据个数:0, 缓冲区大小:3
子协程[10]开始写入: 缓冲区剩余数据个数:3, 缓冲区大小:3
子协程[10]已读，读出结果为[10]: 缓冲区剩余数据个数:0, 缓冲区大小:3

总结一下有缓冲channel和无缓冲channel的特点与不同

无缓冲的与有缓冲channel有着重大差别，那就是一个是同步的 一个是非同步的。

比如

c1:=make(chan int) 无缓冲
c2:=make(chan int,1) 有缓冲
c1<-1 

无缓冲： 不仅仅是向 c1 通道放 1，而是一直要等有别的携程 <-c1 接手了这个参数，那么c1<-1才会继续下去，要不然就一直阻塞着。
有缓冲： c2<-1 则不会阻塞，因为缓冲大小是1(其实是缓冲大小为0)，只有当放第二个值的时候，第一个还没被人拿走，这时候才会阻塞。