golang channel

”不要以共享内存的方式来通信，相反，要通过通信来共享内存“
golang 的一个思想，不整文的，整点武的，具体来看channel 怎么做的
有一个很关键的 golang MPG 模型再单独分析，这篇先只分析 channel

定义

// runtim/chan.go

type hchan struct {
	qcount   uint           // 通道里的元素数量
	dataqsiz uint           // 通道的总大小
	buf      unsafe.Pointer // 通道底层循环数组的指针
	elemsize uint16 // 每个元素的大小
	closed   uint32 // 通道是否关闭，不能重复关闭，会 panic
	elemtype *_type // 通道里元素的类型
	sendx    uint   // 通道里发送元素的下标
	recvx    uint   // 接受元素的下标
	recvq    waitq  // 准备接受的协程链表
	sendq    waitq  // 准备发送的写成链表

	lock mutex // 通道锁，chan 是并发安全的
}

链表，保存发送或接受协程

// runtim/chan.go

type waitq struct {
	first *sudog
	last  *sudog
}

初始化

channel使用 make 初始化

c  := make(chan int) // 无缓冲
c2 := make(chan int,10) // 有缓冲

当无缓冲时，直接创建，当有缓冲时，还要调用 mallocgc 函数，申请空间，具体代码可以看 runtime/chan.go

发送数据

使用来说很简单，下面的代码如果 channel 满了或者无缓冲无接受者的话就会阻塞

c <- 10

具体发送代码在 runtime/chan.go(chansend) 函数，就不贴代码了，直接分析流程

除了必要的一些检查之外，先对 channel 进行加锁，如果 channel 已经关闭了，就解锁退出
然后判断接收区有没有 goroutine 在等待，如果有的话，直接把数据拷贝给接收区的 goroutine，然后唤醒 goroutine
否则看缓冲区是否满了，如果没满，就把数据拷贝到缓冲区sendx处，然后 sendx++，qcount++，退出
如果缓冲区也满了，则把发送的 goroutine 放入到发送 sendq 队列
一个流程就结束了

接受数据

x := <- c

具体关闭代码在 runtime/chan.go(chanrecv)

先进行检查，判断 channel 是否是空的，如果是空的直接返回（判空条件是qcount == 0 并且sendq里没有 goroutine）
然后加锁
然后判断 channel 是否已经关闭，关闭的话直接返回变量类型的空值
如果缓冲区有数据，则直接拷贝缓冲区数据到接受，recvx++，qcount--
如果上述都不符合，则把接受goroutine 保存到接受队列

关闭通道

close(c)

源码在 runtime/chan.go(closechan)

先加锁，如果已经关闭了，则 panic
然后将 close 置为 1
把所有的接受队列填充空值并唤醒
把所有的发送队列唤醒，让他们 panic

各种情况处理

close 一个正常的 channel 会正常，否则都会 panic，也就是 close 只能正确的调用一次
发送一个 close 的 channel 会 panic，发送一个 nil 的 channel 会一直阻塞
接受一个 close 的 channel 会接受到 0 值，接受一个 nil 的 channel 会一直阻塞

参考

Go 程序员面试笔试宝典-通道
图解Golang channel源码
Go面试题(五)：图解 Golang Channel 的底层原理