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go语言缓冲通道怎么设置 go实现缓存

Golang入门到项目实战 | golang并发变成之通道channel

Go提供了一种称为通道的机制,用于在goroutine之间共享数据。当您作为goroutine执行并发活动时,需要在goroutine之间共享资源或数据,通道充当goroutine之间的管道(管道)并提供一种机制来保证同步交换。

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根据数据交换的行为,有两种类型的通道:无缓冲通道和缓冲通道。无缓冲通道用于执行goroutine之间的同步通信,而缓冲通道用于执行异步通信。无缓冲通道保证在发送和接收发生的瞬间两个goroutine之间的交换。缓冲通道没有这样的保证。

通道由make函数创建,该函数指定chan关键字和通道的元素类型。

这是创建无缓冲和缓冲通道的代码块:

语法

使用内置函数make创建无缓冲和缓冲通道。make的第一个参数需要关键字chan,然后是通道允许交换的数据类型。

这是将值发送到通道的代码块需要使用-运算符:

语法

一个包含5个值的缓冲区的字符串类型的goroutine1通道。然后我们通过通道发送字符串“Australia”。

这是从通道接收值的代码块:

语法

- 运算符附加到通道变量(goroutine1)的左侧,以接收来自通道的值。

在无缓冲通道中,在接收到任何值之前没有能力保存它。在这种类型的通道中,发送和接收goroutine在任何发送或接收操作完成之前的同一时刻都准备就绪。如果两个goroutine没有在同一时刻准备好,则通道会让执行其各自发送或接收操作的goroutine首先等待。同步是通道上发送和接收之间交互的基础。没有另一个就不可能发生。

在缓冲通道中,有能力在接收到一个或多个值之前保存它们。在这种类型的通道中,不要强制goroutine在同一时刻准备好执行发送和接收。当发送和接收阻塞时也有不同的条件。只有当通道中没有要接收的值时,接收才会阻塞。仅当没有可用缓冲区来放置正在发送的值时,发送才会阻塞。

实例

运行结果

golang - channel

通过var声明或者make函数创建的channel变量是一个存储在函数栈帧上的指针,占用8个字节,指向堆上的hchan结构体

源码包中src/runtime/chan.go定义了hchan的数据结构如下:

hchan结构体的主要组成部分有四个:

用来保存goroutine之间传递数据的循环数组:buf

用来记录此循环数组当前发送或接收数据的下标值:sendx和recvx

用于保存向该chan发送和从该chan接收数据被阻塞的goroutine队列: sendq 和 recvq

保证channel写入和读取数据时线程安全的锁:lock

环形数组作为channel 的缓冲区 数组的长度就是定义channnel 时channel 的缓冲大小

在hchan 中包括了读/写 等待队列, waitq是一个双向队列,包括了一个头结点和尾节点。 每个节点是一个sudog结构体变量

channel有2种类型:无缓冲、有缓冲, 在创建时 make(chan type cap) 通过cap 设定缓冲大小

channel有3种模式:写操作模式(单向通道)、读操作模式(单向通道)、读写操作模式(双向通道)

channel有3种状态:未初始化、正常、关闭

如下几种状态会引发panic

channel 是线程安全的,channel的底层实现中,hchan结构体中采用Mutex锁来保证数据读写安全。在对循环数组buf中的数据进行入队和出队操作时,必须先获取互斥锁,才能操作channel数据

每天一个知识点:Go 语言当中 Channel(通道)有什么特点,需要注意什么?

使用简单的 make 调用创建的通道叫做无缓冲通道,但 make 还可以接受第二个可选参数,一个表示通道容量的整数。如果容量是 0,make 创建一个无缓冲通道。

无缓冲通道上的发送操作将被阻塞,直到另一个 goroutine 在对应的通道上执行接受操作,这时值传送完成,两个 goroutine 都可以继续执行。相反,如果接受操作先执行,接收方 goroutine 将阻塞,直到另一个 goroutine 在同一个通道上发送一个值。使用无缓冲通道进行的通信导致发送和接受操作 goroutine 同步化。因此,无缓冲通道也称为同步通道。当一个值在无缓冲通道上传递时,接受值后发送方 goroutine 才能被唤醒。

缓冲通道上的发送操作在队列的尾部插入一个元素,接收操作从队列的头部移除一个元素。如果通道满了,发送操作会阻塞所在的 goroutine 直到另一个 goroutine 对它进行接收操作来留出可用的空间。反过来,如果通道是空的,执行接收操作的 goroutine 阻塞,直到另一个 goroutine 在通道上发送数据。

如果给一个 nil 的 channel 发送数据,会造成永远阻塞。

如果从一个 nil 的 channel 中接收数据,也会造成永久阻塞。 给一个已经关闭的 channel 发送数据, 会引起 panic。

从一个已经关闭的 channel 接收数据, 如果缓冲区中为空,则返回一个 零 值。

go语言无缓冲的channel

无缓冲的通道(unbuffered channel)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。否则,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。

阻塞:由于某种原因数据没有到达,当前协程(线程)持续处于等待状态,直到条件满足,才接触阻塞。

同步:在两个或多个协程(线程)间,保持数据内容一致性的机制。

下图展示两个 goroutine 如何利用无缓冲的通道来共享一个值:

在第 1 步,两个 goroutine 都到达通道,但哪个都没有开始执行发送或者接收。

在第 2 步,左侧的 goroutine 将它的手伸进了通道,这模拟了向通道发送数据的行为。这时,这个 goroutine 会在通道中被锁住,直到交换完成。

在第 3 步,右侧的 goroutine 将它的手放入通道,这模拟了从通道里接收数据。这个 goroutine 一样也会在通道中被锁住,直到交换完成。

在第 4 步和第 5 步,进行交换,并最终,在第 6 步,两个 goroutine 都将它们的手从通道里拿出来,这模拟了被锁住的 goroutine 得到释放。两个 goroutine 现在都可以去做别的事情了。

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。

无缓冲channel: —— 同步通信


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