Go中的channel怎么聲明和使用

這篇文章主要介紹了Go中的channel怎么聲明和使用的相關(guān)知識(shí)，內(nèi)容詳細(xì)易懂，操作簡(jiǎn)單快捷，具有一定借鑒價(jià)值，相信大家閱讀完這篇Go中的channel怎么聲明和使用文章都會(huì)有所收獲，下面我們一起來看看吧。

channel

Go語言中的通道（channel）是一種特殊的類型。

在任何時(shí)候，同時(shí)只能有一個(gè) goroutine 訪問通道進(jìn)行發(fā)送和獲取數(shù)據(jù)。goroutine 間通過通道就可以通信。

通道像一個(gè)傳送帶或者隊(duì)列，總是遵循先入先出（First In First Out）的規(guī)則，保證收發(fā)數(shù)據(jù)的順序。

（1）channel本身是一個(gè)隊(duì)列，先進(jìn)先出

（2）線程安全，不需要加鎖

（3）本身是有類型的，string, int 等，如果要存多種類型，則定義成 interface類型

（4）channel是引用類型，必須make之后才能使用，一旦 make，它的容量就確定了，不會(huì)動(dòng)態(tài)增加??！它和map，slice不一樣

特點(diǎn)：

（1）一旦初始化容量，就不會(huì)改變了。

（2）當(dāng)寫滿時(shí)，不可以寫，取空時(shí)，不可以取。

（3）發(fā)送將持續(xù)阻塞直到數(shù)據(jù)被接收

把數(shù)據(jù)往通道中發(fā)送時(shí)，如果接收方一直都沒有接收，那么發(fā)送操作將持續(xù)阻塞。Go 程序運(yùn)行時(shí)能智能地發(fā)現(xiàn)一些永遠(yuǎn)無法發(fā)送成功的語句并做出提示

（4）接收將持續(xù)阻塞直到發(fā)送方發(fā)送數(shù)據(jù)。

如果接收方接收時(shí)，通道中沒有發(fā)送方發(fā)送數(shù)據(jù)，接收方也會(huì)發(fā)生阻塞，直到發(fā)送方發(fā)送數(shù)據(jù)為止。

（5）每次接收一個(gè)元素。

通道一次只能接收一個(gè)數(shù)據(jù)元素。

1、關(guān)于 channel的聲明和使用的代碼：

package main
import (
	"fmt"
)

func main() {

	//演示一下管道的使用
	//1. 創(chuàng)建一個(gè)可以存放3個(gè)int類型的管道
	var intChan chan int
	intChan = make(chan int, 3)

	//2. 看看intChan是什么
	fmt.Printf("intChan 的值=%v intChan本身的地址=%p\n", intChan, &intChan)


	//3. 向管道寫入數(shù)據(jù)
	intChan<- 10
	num := 211
	intChan<- num
	intChan<- 50
	// //如果從channel取出數(shù)據(jù)后，可以繼續(xù)放入
	<-intChan
	intChan<- 98//注意點(diǎn), 當(dāng)我們給管寫入數(shù)據(jù)時(shí)，不能超過其容量


	//4. 看看管道的長(zhǎng)度和cap(容量)
	fmt.Printf("channel len= %v cap=%v \n", len(intChan), cap(intChan)) // 3, 3

	//5. 從管道中讀取數(shù)據(jù)

	var num2 int
	num2 = <-intChan 
	fmt.Println("num2=", num2)
	fmt.Printf("channel len= %v cap=%v \n", len(intChan), cap(intChan))  // 2, 3

	//6. 在沒有使用協(xié)程的情況下，如果我們的管道數(shù)據(jù)已經(jīng)全部取出，再取就會(huì)報(bào)告 deadlock

	num3 := <-intChan
	num4 := <-intChan

	//num5 := <-intChan

	fmt.Println("num3=", num3, "num4=", num4/*, "num5=", num5*/)
}

fmt.Printf("intChan 的值=%v intChan本身的地址=%p\n", intChan, &intChan)

這句代碼顯示：channel其實(shí)和指針一樣，本身存放在一個(gè)內(nèi)存單元中，有它的地址，而它的值是一個(gè) int類型的地址。

2、注意空接口類型的 channel

package main
import (
	"fmt"
)

type Cat struct {
	Name string
	Age int
}

func main() {

	//定義一個(gè)存放任意數(shù)據(jù)類型的管道 3個(gè)數(shù)據(jù)
	//var allChan chan interface{}
	allChan := make(chan interface{}, 3)

	allChan<- 10
	allChan<- "tom jack"
	cat := Cat{"小花貓", 4}
	allChan<- cat

	//我們希望獲得到管道中的第三個(gè)元素，則先將前2個(gè)推出
	<-allChan
	<-allChan

	newCat := <-allChan //從管道中取出的Cat是什么?

	fmt.Printf("newCat=%T , newCat=%v\n", newCat, newCat)
	//下面的寫法是錯(cuò)誤的!編譯不通過
	//fmt.Printf("newCat.Name=%v", newCat.Name)
	//使用類型斷言
	a := newCat.(Cat) 
	fmt.Printf("newCat.Name=%v", a.Name)
}

定義 interface類型的空接口，可以接收任意類型的數(shù)據(jù)，但是在取出來的時(shí)候，必須斷言！
a := newCat.(Cat)

3、channel的關(guān)閉：close( )

關(guān)閉之后，不能再寫入，只能讀。

只能由發(fā)送者執(zhí)行這句代碼

4、channel的遍歷: for … range

通道的數(shù)據(jù)接收一共有以下 4 種寫法。

1.阻塞接收數(shù)據(jù)

阻塞模式接收數(shù)據(jù)時(shí)，將接收變量作為<-操作符的左值，格式如下：

data := <-ch

執(zhí)行該語句時(shí)將會(huì)阻塞，直到接收到數(shù)據(jù)并賦值給 data 變量。

2.非阻塞接收數(shù)據(jù)（有問題啊，還是會(huì)報(bào)錯(cuò)deadlock）

使用非阻塞方式從通道接收數(shù)據(jù)時(shí)，語句不會(huì)發(fā)生阻塞，格式如下：

data, ok := <-ch

data：表示接收到的數(shù)據(jù)。未接收到數(shù)據(jù)時(shí)，data 為通道類型的零值。
ok：表示是否接收到數(shù)據(jù)。

非阻塞的通道接收方法可能造成高的 CPU 占用，因此使用非常少。如果需要實(shí)現(xiàn)接收超時(shí)檢測(cè)，可以配合 select 和計(jì)時(shí)器 channel進(jìn)行，可以參見后面的內(nèi)容。

3.接收任意數(shù)據(jù)，忽略接收的數(shù)據(jù)

阻塞接收數(shù)據(jù)后，忽略從通道返回的數(shù)據(jù)，格式如下：

<-ch

執(zhí)行該語句時(shí)將會(huì)發(fā)生阻塞，直到接收到數(shù)據(jù)，但接收到的數(shù)據(jù)會(huì)被忽略。這個(gè)方式實(shí)際上只是通過通道在 goroutine 間阻塞收發(fā)實(shí)現(xiàn)并發(fā)同步。

使用通道做并發(fā)同步的寫法，可以參考下面的例子：

package main

import (
    "fmt"
)

func main() {

    // 構(gòu)建一個(gè)通道
    ch := make(chan int)

    // 開啟一個(gè)并發(fā)匿名函數(shù)
    go func() {

        fmt.Println("start goroutine")

        // 通過通道通知main的goroutine
        ch <- 0

        fmt.Println("exit goroutine")

    }()

    fmt.Println("wait goroutine")

    // 等待匿名goroutine
    <-ch

    fmt.Println("all done")

}

4.循環(huán)接收

通道的數(shù)據(jù)接收可以借用 for range 語句進(jìn)行多個(gè)元素的接收操作，格式如下：

for data := range ch {
}

通道 ch 是可以進(jìn)行遍歷的，遍歷的結(jié)果就是接收到的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)類型就是通道的數(shù)據(jù)類型。通過 for 遍歷獲得的變量只有一個(gè)，即上面例子中的 data。

package main
import (
	"fmt"
)

func main() {

	intChan := make(chan int, 3)
	intChan<- 100
	intChan<- 200
	close(intChan) // close
	//這時(shí)不能夠再寫入數(shù)到channel
	//intChan<- 300
	fmt.Println("okook~")
	//當(dāng)管道關(guān)閉后，讀取數(shù)據(jù)是可以的
	n1 := <-intChan
	fmt.Println("n1=", n1)


	//遍歷管道
	intChan2 := make(chan int, 100)
	for i := 0; i < 100; i++ {
		intChan2<- i * 2  //放入100個(gè)數(shù)據(jù)到管道
	}

	//遍歷管道不能使用普通的 for 循環(huán)
	// for i := 0; i < len(intChan2); i++ {

	// }
	//在遍歷時(shí)，如果channel沒有關(guān)閉，則會(huì)出現(xiàn)deadlock的錯(cuò)誤
	//在遍歷時(shí)，如果channel已經(jīng)關(guān)閉，則會(huì)正常遍歷數(shù)據(jù)，遍歷完后，就會(huì)退出遍歷
	close(intChan2)
	for v := range intChan2 { //沒有下標(biāo)
		fmt.Println("v=", v)
	}
}

在遍歷管道之前要先關(guān)閉管道，不然會(huì)出現(xiàn)deadlock的錯(cuò)誤

應(yīng)用1

開兩個(gè)管道；

當(dāng)寫協(xié)程完成工作之后，close數(shù)據(jù)管道，讀協(xié)程對(duì)數(shù)據(jù)管道 intChan的數(shù)據(jù)讀完之后，就向退出管道 exitChan 寫入一個(gè) true，close掉；

主線程循環(huán)檢測(cè)退出管道里是否有數(shù)據(jù)，如果有，說明讀協(xié)程完成，主程序就可以退出了。

package main

import (
	"fmt"
)

//write Data
func writeData(intChan chan int) {
	for i := 1; i <= 50; i++ {
		//放入數(shù)據(jù)
		intChan <- i //
		fmt.Println("writeData ", i)
		//time.Sleep(time.Second)
	}
	close(intChan) //關(guān)閉
}

//read data
func readData(intChan chan int, exitChan chan bool) {

	for {
		v, ok := <-intChan
		if !ok {
			break
		}
		// time.Sleep(time.Second)
		fmt.Printf("readData 讀到數(shù)據(jù)=%v\n", v)
	}
	//readData 讀取完數(shù)據(jù)后，即任務(wù)完成
	exitChan <- true
	close(exitChan)

}

func main() {

	//創(chuàng)建兩個(gè)管道
	intChan := make(chan int, 10)
	exitChan := make(chan bool, 1)

	go writeData(intChan)
	go readData(intChan, exitChan)

	//time.Sleep(time.Second * 10)
	for {
		_, ok := <-exitChan
		if !ok {
			break
		}
	}

}

應(yīng)用2

定義三個(gè)管道：

• intChan ：放8000個(gè)數(shù)

• primeChan：放素?cái)?shù)

• exitChan ：4個(gè)協(xié)程運(yùn)行完畢的標(biāo)志

package main

import (
	"fmt"
	"time"
)

//向 intChan放入 1-8000個(gè)數(shù)
func putNum(intChan chan int) {

	for i := 1; i <= 80000; i++ {
		intChan <- i
	}

	//關(guān)閉intChan
	close(intChan)
}

// 從 intChan取出數(shù)據(jù)，并判斷是否為素?cái)?shù),如果是，就
// 	//放入到primeChan
func primeNum(intChan chan int, primeChan chan int, exitChan chan bool) {

	//使用for 循環(huán)
	// var num int
	var flag bool //
	for {
		//time.Sleep(time.Millisecond * 10)
		num, ok := <-intChan //intChan 取不到..

		if !ok {
			break
		}
		flag = true //假設(shè)是素?cái)?shù)
		//判斷num是不是素?cái)?shù)
		for i := 2; i < num; i++ {
			if num%i == 0 { //說明該num不是素?cái)?shù)
				flag = false
				break
			}
		}

		if flag {
			//將這個(gè)數(shù)就放入到primeChan
			primeChan <- num
		}
	}

	fmt.Println("有一個(gè)primeNum 協(xié)程因?yàn)槿〔坏綌?shù)據(jù)，退出")
	//這里我們還不能關(guān)閉 primeChan
	//向 exitChan 寫入true
	exitChan <- true

}

func main() {

	intChan := make(chan int, 1000)
	primeChan := make(chan int, 20000) //放入結(jié)果
	//標(biāo)識(shí)退出的管道
	exitChan := make(chan bool, 4) // 4個(gè)

	start := time.Now().Unix()

	//開啟一個(gè)協(xié)程，向 intChan放入 1-8000個(gè)數(shù)
	go putNum(intChan)
	//開啟4個(gè)協(xié)程，從 intChan取出數(shù)據(jù)，并判斷是否為素?cái)?shù),如果是，就
	//放入到primeChan
	for i := 0; i < 4; i++ {
		go primeNum(intChan, primeChan, exitChan)
	}

	//這里我們主線程，進(jìn)行處理
	//直接
	go func() {
		for i := 0; i < 4; i++ {
			<-exitChan
		}

		end := time.Now().Unix()
		fmt.Println("使用協(xié)程耗時(shí)=", end-start)

		//當(dāng)我們從exitChan 取出了4個(gè)結(jié)果，就可以放心的關(guān)閉 prprimeChan
		close(primeChan)
	}()

	//遍歷我們的 primeChan ,把結(jié)果取出
	for {
		res, ok := <-primeChan
		if !ok {
			break
		}
		//將結(jié)果輸出
		fmt.Printf("素?cái)?shù)=%d\n", res)
	}

	fmt.Println("main線程退出")

}

有一個(gè)primeNum 協(xié)程因?yàn)槿〔坏綌?shù)據(jù)，退出
有一個(gè)primeNum 協(xié)程因?yàn)槿〔坏綌?shù)據(jù)，退出
有一個(gè)primeNum 協(xié)程因?yàn)槿〔坏綌?shù)據(jù)，退出
有一個(gè)primeNum 協(xié)程因?yàn)槿〔坏綌?shù)據(jù)，退出
使用協(xié)程耗時(shí)= 3
main線程退出

存數(shù)字和計(jì)算素?cái)?shù)比較簡(jiǎn)單，不提

開啟4個(gè)協(xié)程，運(yùn)算素?cái)?shù)，效率比單個(gè)線程高幾倍！

go func() {
		for i := 0; i < 4; i++ {
			<-exitChan
		}

		end := time.Now().Unix()
		fmt.Println("使用協(xié)程耗時(shí)=", end-start)

		//當(dāng)我們從exitChan 取出了4個(gè)結(jié)果，就可以放心的關(guān)閉 prprimeChan
		close(primeChan)
	}()

這里定義了一個(gè)匿名協(xié)程，作用是檢測(cè)4個(gè)協(xié)程 有沒有完成運(yùn)行，取不出來就會(huì)阻塞，等待協(xié)程完成。也可以這樣:
if len(exitChan) == 4

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