Go 语言入门 14—Channel

作者：良猿

2022-11-06
湖北
本文字数：2604 字
阅读完需：约 9 分钟

Channel

channel（通道）在 go 语言中通常用于 goroutine 之间通信，可以连接不同的 goroutine ， channel 是一种可以让一个 goroutine 发送特定值到另一个 goroutine 的通信机制。

channel 是一种特殊的类型，类似于数据结构中的队列，其中的元素遵循先入先出的规则，同时每一个通道都需要指定对应的类型，指定类型之后该通道就只能发送或接受对应类型的数据。

通道声明

// 语法：var 变量名 chan 元素类型// 示例：var ch1 chan int       // 声明一个int类型的通道var ch2 chan string    // 声明一个string类型的通道

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通道初始化

通道是引用类型，其默认值为 nil ，如果一个通道只声明没有初始化那么直接使用这个通道会触发 panic 。通道初始化可以使用 make 函数进行。

语法：

make(chan 元素类型, [缓冲大小])

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使用 make 函数初始化通道时，需要指定通道的元素类型，通道的缓冲大小可以省略。

代码示例：

ch1 := make(chan int)      // 初始化一个int类型的通道ch2 := make(chan string, 2)    // 初始化一个string类型的通道，且缓冲区大小为2

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通道操作

在 go 语言中，通道一共有 3 种操作，分别是：发送、接收和关闭，其中发送和接收都需要使用到一个符号：<- ，关闭使用 close 函数。

初始化一个通道：

ch := make(chan int)

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发送：将一个 int 类型发送到通道里面

ch <- 10     // 把 10 发送到通道 ch 中

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接收：从通道里面接收一个 int 类型的元素

x := <- ch     // 从通道 ch 中接收元素并赋值给变量 x

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关闭：关闭一个通道

close(ch)    // 调用内置的 close 函数关闭通道 ch

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代码示例：

package main
import (    "fmt"    "time")
func main() {    ch := make(chan int)    go send(ch)    go receive(ch)    time.Sleep(time.Second)}
func send(ch chan int) {    ch <- 10    fmt.Println("已发送数字 10 到通道中")}
func receive(ch chan int) {    x := <- ch    fmt.Println("从通道接收到元素：", x)}

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上述代码中启动了两个 goroutine ，一个将元素发送到通道中，另一个从通道中取出元素。

运行结果：

无缓冲通道

在使用 make 函数初始化通道时，如果没有指定缓冲区的大小，那么就默认是无缓冲通道，例如上面的代码示例中使用的就是无缓冲通道，无缓冲通道在发送值的时候必须要有一个对应的 goroutine 接收值才行，否则就会报错。

代码示例：

func main() {    ch := make(chan int)    ch <- 10    // 发送一个值到通道中    fmt.Println("成功发送 10 到通道中")}

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上述代码中，使用的就是无缓冲通道，所以在第 3 行发送一个值到通道中时就会报错，导致程序运行失败。

运行结果：

有缓冲通道

有缓冲通道表示通道里面可以缓冲一部分数据，发送的数据可以暂时的保存在通道的缓冲区，不需要有 goroutine 立即去接收。要使用有缓冲通道只需要在使用 make 函数初始化通道时指定缓冲区的大小即可，只要指定的缓冲区的大小大于 0 就行，缓冲区大小表示通道内能够暂存的元素个数。

针对上面无缓冲的代码，只需要在初始化时指定缓冲区大小，使其变成有缓冲通道，就不会报错了。

代码示例：

func main() {    ch := make(chan int, 1)    // 初始化一个缓冲区为 1 的有缓冲通道    ch <- 10          // 发送一个值到通道中    fmt.Println("成功发送 10 到通道中")}

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运行结果：

close

可以使用 close 关闭通道，当一个通道不再往里面发送值或者接收值的时候，就需要将通道关闭，通道是可以被垃圾回收机制回收的，它和关闭文件不一样，在结束操作之后关闭文件是必须的，但关闭通道不是必须的。

代码示例：

func main() {    ch := make(chan int, 2)    go send(ch)    go receive(ch)    time.Sleep(time.Second)}
func send(ch chan int) {    for i := 0; i < 10; i++ {        ch <- i    }    close(ch)}
func receive(ch chan int) {    for  {        x, ok := <- ch        if ok {            fmt.Println("接收到的值：", x)        } else {            break        }    }}

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代码中 send 方法循环发送从 0 到 9 到通道中，当发送完成之后就关闭通道，然后 receive 循环循环接收通道中的值，当通道被关闭之后接收到的 ok 值为 false ，则跳出循环。

关闭通道注意事项：

往一个已关闭的通道发送值会发生 panic。
从一个已关闭的通道接收值会一直接收到通道为空，通道为空之后再接收返回通道元素类型的默认值。
对一个已关闭的通道再次关闭会发生 panic

循环接收

在上面的代码中，receive 函数通过接收值的时候接收 ok 返回值判断通道是否关闭，除了使用这种方法之外，还可以使用for range循环接收的方式判断发送方是否已经关闭通道，如果发送方关闭通道了，那么循环就会自动退出。

代码示例：

package main
import (    "fmt"    "time")
func main() {    ch := make(chan int, 2)    go send(ch)    go receive(ch)    time.Sleep(time.Second)}
func send(ch chan int) {    for i := 0; i < 10; i++ {        ch <- i    }    close(ch)}
func receive(ch chan int) {    for i := range ch {        fmt.Println("接收到的值：", i)    }}

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上述代码 receive 函数中通过 for range 的方式从通道中获取值，当发送方关闭了通道之后，for range 循环也就自动退出了。

单向通道

之前介绍的一直都是一个通道既可以发送值也可以接收值，在并发编程中，通道经常被作为参数传递给不同的函数，有时候需要在不同的函数中对通道进行限制，这就需要用到单向通道了。

chan <- 类型：只能发送值到通道中，不能从通道中接收值
<- chan 类型：只能从通道中接收值，不能发送值到通道中

对上面代码进行修改：

package main
import (    "fmt"    "time")
func main() {    ch := make(chan int, 2)    go send(ch)    go receive(ch)    time.Sleep(time.Second)}
func send(ch chan <- int) {    for i := 0; i < 10; i++ {        ch <- i    }    close(ch)}
func receive(ch <- chan int) {    for i := range ch {        fmt.Println("接收到的值：", i)    }}

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在代码中，send 函数的参数为只能发送类型，receive 函数的参数为只能接收类型，所以在 send 函数体内部就不能从通道接收，在 receive 函数体内部就不能发送值到通道中。例如在 receive 内往通道发送一个值就会报错：send to the receive-only type <-chan int。

运行结果：

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原文链接:【http://xie.infoq.cn/article/2ce11f72f86571fd3ebfcc267】。文章转载请联系作者。

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