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Golang channel 使用小结

以常规方式编写并发程序,需要对共享变量作正确的 访问控制 ,处理起来很困难。而golang提出一种不同的方式,即共享变量通过channel传递,共享变量从不被各个独立运行的线程(goroutine)同时享有,在任一时刻,共享变量仅可被一个goroutine访问。所以,不会产生数据竞争。并发编程,golang鼓励以此种方式进行思考,精简为一句口号——“勿通过 共享内存 来进行通信,而应通过通信来进行内存共享”。

1 Unbuffered channels与Buffered channels

Unbuffered channels的接收者阻塞直至收到消息,发送者阻塞直至接收者接收到消息,该机制可用于两个go routine 的状态同步。Buffered channels在缓冲区未满时,发送者仅在值拷贝到缓冲区之前是阻塞的,而在缓冲区已满时,发送者会阻塞,直至接收者取走了消息,缓冲区有了空余。

1.1 Unbuffered channels

如下代码使用Unbuffered channel作同步控制。给定一个整型数组,在主routine启动另一个goroutine将该数组排序,当其完成时,给done channel发送完成消息,主routine会一直等待直至排序完成,打印结果。

1.2 Buffered channels

如下代码中,messages chan的缓冲区大小为2,因其为Buffered channel,所以消息发送与接收无须分开到两个并发的goroutine中。

2 配套使用

2.1 指明channel direction

函数封装时,对仅作消息接收或仅作消息发送的chan标识direction可以借用编译器检查增强类型使用安全。如下代码中,ping函数中pings chan仅用来接收消息,所以参数列表中将其标识为接收者。pong函数中,pings chan仅用来发送消息,pongs chan仅用来接收消息,所以参数列表中二者分别标识为发送者与接收者。

2.2 select

使用select可以用来等待多个channel的消息,如下代码,创建两个chan,启动两个goroutine耗费不等时间计算结果,主routine监听消息,使用两次select,第一次接收到了ch2的消息,第二次接收到了ch1的消息,用时2.000521146s。

2.3 select with default

select with default可以用来处理非阻塞式消息发送、接收及多路选择。如下代码中,第一个select为非阻塞式消息接收,若收到消息,则落入<-messages case,否则落入default。第二个select为非阻塞式消息发送,与非阻塞式消息接收类似,因messages chan为Unbuffered channel且无异步消息接收者,因此落入default case。第三个select为多路非阻塞式消息接收。

2.4 close

当无需再给channel发送消息时,可将其close。如下代码中,创建一个Buffered channel,首先启动一个异步goroutine循环消费消息,然后主routine完成消息发送后关闭chan,消费goroutine检测到chan关闭后,退出循环。

2.5 for range

for range语法不仅可对基础数据结构(slice、map等)作迭代,还可对channel作消息接收迭代。如下代码中,给messages chan发送两条消息后将其关闭,然后迭代messages chan打印消息。

3 应用场景

3.1 超时控制

资源访问、网络请求等场景作超时控制是非常必要的,可以使用channel结合select来实现。如下代码,对常规sum函数增加超时限制,sumWithTimeout函数中,select的v := <-rlt在等待计算结果,若在时限范围内计算完成,则正常返回计算结果,若超过时限则落入<-time.After(timeout) case,抛出timeout error。

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参考资料

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原文:

本文作者:磊磊落落的博客,原创授权发布

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