Go 語言中如何理解協(xié)程通信實現(xiàn)的消息傳遞篇

Go 語言中如何理解協(xié)程通信實現(xiàn)的消息傳遞篇，針對這個問題，這篇文章詳細(xì)介紹了相對應(yīng)的分析和解答，希望可以幫助更多想解決這個問題的小伙伴找到更簡單易行的方法。

通過共享內(nèi)存實現(xiàn)協(xié)程通信，這種方式太過繁瑣，且維護(hù)成本高，Go 語言推薦使用消息傳遞實現(xiàn)并發(fā)通信，這種消息通信機(jī)制被稱為 channel，中文譯作「通道」，可理解為傳遞消息的通道。

通道是 Go 語言在語言級別提供的協(xié)程通信方式，它是一種數(shù)據(jù)類型，本身是并發(fā)安全的，我們可以使用它在多個 goroutine 之間傳遞消息，而不必?fù)?dān)心通道中的數(shù)據(jù)被污染。

注：需要注意的是，通道是進(jìn)程內(nèi)的通信方式，因此通過通道傳遞對象的過程和調(diào)用函數(shù)時的參數(shù)傳遞行為比較一致，也可以傳遞指針。如果需要跨進(jìn)程通信，建議通過分布式系統(tǒng)的方法來解決，比如使用 Socket 或者 HTTP 等通信協(xié)議，Go 語言對于網(wǎng)絡(luò)方面也有非常完善的支持，學(xué)院君會在介紹完并發(fā)編程后介紹網(wǎng)絡(luò)通信。

前面我們說到通道是一種數(shù)據(jù)類型，和數(shù)組類型類似，一個通道只能傳遞一種類型的值，這個類型需要在聲明通道時指定。在使用通道時，需要通過 make 進(jìn)行聲明，通道對應(yīng)的類型關(guān)鍵字是 chann：

ch := make(chan int)

這里我們初始化了一個通道類型 ch，其中只能傳遞 int 類型的值。

我們可以把通道看作是一個先進(jìn)先出（FIFO）的隊列，通道中的元素會嚴(yán)格按照發(fā)送順序排列，繼而按照排列順序被接收，通道元素的發(fā)送和接收都可以通過 <- 操作符來實現(xiàn)，發(fā)送時元素值在右，通道變量在左：

ch <- 1  // 表示把元素 1 發(fā)送到通道 ch

接收時通道變量在右，可以通過指定變量接收元素值：

element := <-ch

也可以留空表示忽略：

<-ch

這樣一來，通過箭頭指向我們就可以清楚的判斷是寫入數(shù)據(jù)到通道還是從通道讀取數(shù)據(jù)，非常簡單形象。

在系統(tǒng)介紹通道類型的完整語法前，我們先看通過通道類型重寫上篇教程通過共享內(nèi)存實現(xiàn)協(xié)程通信的代碼，創(chuàng)建一個 channel.go 文件，編寫代碼如下：

package main
import (    "fmt"    "time")
func add(a, b int, ch chan int) {    c := a + b    fmt.Printf("%d + %d = %d\n", a, b, c)    ch <- 1}
func main() {    start := time.Now()    chs := make([]chan int, 10)    for i := 0; i < 10; i++ {        chs[i] = make(chan int)        go add(1, i, chs[i])    }    for _, ch := range chs {        <- ch    }    end := time.Now()    consume := end.Sub(start).Seconds()    fmt.Println("程序執(zhí)行耗時(s)：", consume)}

在這個例子中，我們首先定義了一個包含 10 個通道類型的數(shù)組 chs，并把數(shù)組中的每個通道分配給 10 個不同的協(xié)程。在每個協(xié)程的 add() 函數(shù)業(yè)務(wù)邏輯完成后，我們通過 ch <- 1 語句向?qū)?yīng)的通道中發(fā)送一個數(shù)據(jù)。在所有的協(xié)程啟動完成后，我們再通過 <-ch 語句從通道數(shù)組 chs 中依次接收數(shù)據(jù)（不對結(jié)果做任何處理，相當(dāng)于寫入通道的數(shù)據(jù)只是個標(biāo)識而已，表示這個通道所屬的協(xié)程邏輯執(zhí)行完畢），直到所有通道數(shù)據(jù)接收完畢，然后打印主程序耗時并退出。

之所以上述這段代碼可以實現(xiàn)和「共享內(nèi)存+鎖」一樣的效果，是因為往通道寫入數(shù)據(jù)和從通道接收數(shù)據(jù)都是原子操作，或者說是同步阻塞的，當(dāng)我們向某個通道寫入數(shù)據(jù)時，就相當(dāng)于該通道被加鎖，直到寫入操作完成才能執(zhí)行從該通道讀取數(shù)據(jù)的操作，反過來，當(dāng)我們從某個通道讀取數(shù)據(jù)時，其他協(xié)程也不能操作該通道，直到讀取完成，如果通道中沒有數(shù)據(jù)，則會阻塞在這里，直到通道被寫入數(shù)據(jù)。因此，可以看到通道的發(fā)送和接收操作是互斥的，同一時間同一個進(jìn)程內(nèi)的所有協(xié)程對某個通道只能執(zhí)行發(fā)送或接收操作，兩者不可能同時進(jìn)行，這樣就保證了并發(fā)的安全性，數(shù)據(jù)不可能被污染。

綜上可知，上述示例代碼 main() 函數(shù)中的第二個循環(huán)會等到所有子協(xié)程執(zhí)行完畢后才能完成所有通道的接收操作。我們可以執(zhí)行下這段代碼，輸出結(jié)果如下：

程序耗時和共享內(nèi)存相當(dāng)，但是代碼要簡潔的多，優(yōu)雅的多。當(dāng)然，本篇教程只是介紹了通道的最基本使用，接下來，我將花幾個教程的篇幅為大家系統(tǒng)介紹通道，并結(jié)合協(xié)程（goroutine）+通道（channel）為大家展現(xiàn) Go 并發(fā)編程的魅力。

關(guān)于Go 語言中如何理解協(xié)程通信實現(xiàn)的消息傳遞篇問題的解答就分享到這里了，希望以上內(nèi)容可以對大家有一定的幫助，如果你還有很多疑惑沒有解開，可以關(guān)注億速云行業(yè)資訊頻道了解更多相關(guān)知識。