golang中channel怎么使用
今天小编给大家分享一下golang中channel怎么使用的相关知识点，内容详细，逻辑清晰，相信大部分人都还太了解这方面的知识，所以分享这篇文章给大家参考一下，希望大家阅读完这篇文章后有所收获，下面我们一起来了解一下吧。
什么是 channel 管道
它是一个数据管道，可以往里面写数据，从里面读数据。
channel 是 goroutine 之间数据通信桥梁，而且是线程安全的。
channel 遵循先进先出原则。
写入，读出数据都会加锁。
channel 可以分为 3 种类型：
只读 channel，单向 channel
只写 channel，单向 channel
可读可写 channel
channel 还可按是否带有缓冲区分为：
带缓冲区的 channel，定义了缓冲区大小，可以存储多个数据
不带缓冲区的 channel，只能存一个数据，并且只有当该数据被取出才能存下一个数据
channel 的基本使用
定义和声明
// 只读 channelvar readOnlyChan <-chan int // channel 的类型为 int// 只写 channelvar writeOnlyChan chan<- int// 可读可写var ch chan int// 或者使用 make 直接初始化readOnlyChan1 := make(<-chan int, 2) // 只读且带缓存区的 channelreadOnlyChan2 := make(<-chan int) // 只读且不带缓存区 channelwriteOnlyChan3 := make(chan<- int, 4) // 只写且带缓存区 channelwriteOnlyChan4 := make(chan<- int) // 只写且不带缓存区 channelch := make(chan int, 10) // 可读可写且带缓存区ch <- 20 // 写数据i := <-ch // 读数据i, ok := <-ch // 还可以判断读取的数据
chan_var.go
package mainimport ( "fmt")func main() { // var 声明一个 channel，它的零值是nil var ch chan int fmt.Printf("var: the type of ch is %T \n", ch) fmt.Printf("var: theval of ch is %v \n", ch) if ch == nil { // 也可以用make声明一个channel，它返回的值是一个内存地址 ch = make(chan int) fmt.Printf("make: the type of ch is %T \n", ch) fmt.Printf("make: theval of ch is %v \n", ch) } ch3 := make(chan string, 10) fmt.Printf("make: the type of ch3 is %T \n", ch3) fmt.Printf("make: theval of ch3 is %v \n", ch3)}// 输出：// var: the type of ch is chan int// var: theval of ch is // make: the type of ch is chan int// make: theval of ch is 0xc000048060// make: the type of ch3 is chan string// make: theval of ch3 is 0xc000044060 操作channel的3种方式
操作 channel 一般有如下三种方式：
读 <-ch
写 ch<-
关闭 close(ch)
| 操作 | nil的channel | 正常channel | 已关闭的channel |
|---|---|---|---|
| 读 <-ch | 阻塞 | 成功或阻塞 | 读到零值 |
| 写 ch<- | 阻塞 | 成功或阻塞 | panic |
| 关闭 close(ch) | panic | 成功 | panic |
注意 对于 nil channel 的情况，有1个特殊场景：
当 nil channel 在 select 的某个 case 中时，这个 case 会阻塞，但不会造成死锁。
单向 channel
单向 channel：只读和只写的 channel
chan_uni.go
package mainimport "fmt"func main() { // 单向 channel，只写channel ch := make(chan<- int) go testData(ch) fmt.Println(<-ch)}func testData(ch chan<- int) { ch <- 10// 运行输出// ./chan_uni.go:9:14: invalid operation: <-ch (receive from send-only type chan<- int)// 报错，它是一个只写 send-only channel把上面代码main()函数里初始化的单向channel，修改为可读可写channel，再运行
chan_uni2.go
package mainimport "fmt"func main() { // 把上面代码main()函数初始化的单向 channel 修改为可读可写的 channel ch := make(chan int) go testData(ch) fmt.Println(<-ch)}func testData(ch chan<- int) { ch <- 10}// 运行输出：// 10// 没有报错，可以正常输出结果带缓冲和不带缓冲的 channel
不带缓冲区 channel
chan_unbuffer.go
package mainimport "fmt"func main() { ch := make(chan int) // 无缓冲的channel go unbufferChan(ch) for i := 0; i < 10; i++ { fmt.Println("receive ", <-ch) // 读出值 }}func unbufferChan(ch chan int) { fmt.Println("send ", i) ch <- i // 写入值// 输出send 0send 1receive 0receive 1send 2send 3receive 2receive 3send 4send 5receive 4receive 5send 6send 7receive 6receive 7send 8send 9receive 8receive 9带缓冲区 channel
chan_buffer.go
package mainimport ( "fmt")func main() { ch := make(chan string, 3) ch <- "tom" ch <- "jimmy" ch <- "cate" fmt.Println(<-ch) fmt.Println(<-ch) fmt.Println(<-ch)}// 运行输出：// tom// jimmy// cate再看一个例子：chan_buffer2.go
package mainimport ( "fmt" "time")var c = make(chan int, 5)func main() { go worker(1) for i := 1; i < 10; i++ { c <- i fmt.Println(i) }}func worker(id int) { for { _ = <-c// 运行输出：// 1// 2// 3// 4// 5// 6// 7// 8// 9判断 channel 是否关闭
if v, ok := <-ch; ok { fmt.Println(ch)}说明：
ok 为 true，读到数据，且管道没有关闭
ok 为 false，管道已关闭，没有数据可读
读已经关闭的 channel 会读到零值，如果不确定 channel 是否关闭，可以用这种方法来检测。
range and close
range 可以遍历数组，map，字符串，channel等。
一个发送者可以关闭 channel，表明没有任何数据发送给这个 channel 了。接收者也可以测试channel是否关闭，通过 v, ok := <-ch 表达式中的 ok 值来判断 channel 是否关闭。上一节已经说明 ok 为 false 时，表示 channel 没有接收任何数据，它已经关闭了。
注意：仅仅只能是发送者关闭一个 channel，而不能是接收者。给已经关闭的 channel 发送数据会导致 panic。
Note: channels 不是文件，你通常不需要关闭他们。那什么时候需要关闭？当要告诉接收者没有值发送给 channel 了，这时就需要了。
比如终止 range 循环。
当 for range 遍历 channel 时，如果发送者没有关闭 channel 或在 range 之后关闭，都会导致 deadlock(死锁)。
下面是一个会产生死锁的例子：
package mainimport "fmt"func main() { ch := make(chan int) go func() { for i := 0; i < 10; i++ { ch <- i } }() for val := range ch { fmt.Println(val) } close(ch) // 这里关闭channel已经"通知"不到range了，会触发死锁。 // 不管这里是否关闭channel，都会报死锁，close(ch)的位置就不对。 // 且关闭channel的操作者也错了，只能是发送者关闭channel}// 运行程序输出// 0// 1// 2// 3// 4// 5// 6// 7// 8// 9// fatal error: all goroutines are asleep - deadlock!改正也很简单，把 close(ch) 移到 go func(){}() 里，代码如下
go func() { for i := 0; i < 10; i++ { ch <- i } close(ch)}()这样程序就可以正常运行，不会报 deadlock 的错误了。
把上面程序换一种方式来写，chan_range.go
package mainimport ( "fmt")func main() { ch := make(chan int) go test(ch) for val := range ch { // fmt.Println("get val: ", val) }}func test(ch chan int) { for i := 0; i < 5; i++ { ch <- i } close(ch)}// 运行输出：// get val: 0// get val: 1// get val: 2// get val: 3// get val: 4发送者关闭 channel 时，for range 循环自动退出。
for 读取channel
用 for 来不停循环读取 channel 里的数据。
把上面的 range 程序修改下,chan_for.go
package mainimport ( "fmt")func main() { ch := make(chan int) go test(ch) for { val, ok := <-ch if ok == false {// ok 为 false，没有数据可读 break // 跳出循环 } fmt.Println("get val: ", val) }}func test(ch chan int) { for i := 0; i < 5; i++ { ch <- i } close(ch)}// 运行输出：// get val: 0// get val: 1// get val: 2// get val: 3// get val: 4select 使用
例子 chan_select.go
package mainimport "fmt"// https://go.dev/tour/concurrency/5func fibonacci(ch, quit chan int) { x, y := 0, 1 for { select { case ch <- x: x, y = y, x+y case <-quit: fmt.Println("quit") return } }}func main() { ch := make(chan int) quit := make(chan int) go func() { for i := 0; i < 10; i++ { fmt.Println(<-ch) } quit <- 0 }() fibonacci(ch, quit)}// 运行输出：// 0// 1// 1// 2// 3// 5// 8// 13// 21// 34// quitchannel 的一些使用场景
1. 作为goroutine的数据传输管道
package mainimport "fmt"// https://go.dev/tour/concurrency/2func sums(s []int, c chan int) { sum := 0 for _, v := range s { sum += v } c <- sum}func main() { s := []int{7, 2, 8, -9, 4, 0} c := make(chan int) go sums(s[:len(s)/2], c) go sums(s[len(s)/2:], c) x, y := <-c, <-c // receive from c fmt.Println(x, y, x+y)用 goroutine 和 channel 分批求和
2. 同步的channel
没有缓冲区的 channel 可以作为同步数据的管道，起到同步数据的作用。
对没有缓冲区的 channel 操作时，发送的 goroutine 和接收的 goroutine 需要同时准备好，也就是发送和接收需要一一配对，才能完成发送和接收的操作。
如果两方的 goroutine 没有同时准备好，channel 会导致先执行发送或接收的 goroutine 阻塞等待。这就是没有缓冲区的 channel 作为数据同步的作用。
gobyexample 中的一个例子：
package mainimport ( "fmt" "time")//https://gobyexample.com/channel-synchronizationfunc worker(done chan bool) { fmt.Println("working...") time.Sleep(time.Second) fmt.Println("done") done <- true}func main() { done := make(chan bool, 1) go worker(done) <-done}注意：同步的 channel 千万不要在同一个 goroutine 协程里发送和接收数据。可能导致deadlock死锁。
3. 异步的channel
有缓冲区的 channel 可以作为异步的 channel 使用。
有缓冲区的 channel 也有操作注意事项：
如果 channel 中没有值了，channel 为空了，那么接收者会被阻塞。
如果 channel 中的缓冲区满了，那么发送者会被阻塞。
注意：有缓冲区的 channel，用完了要 close，不然处理这个channel 的 goroutine 会被阻塞，形成死锁。
package mainimport ( "fmt")func main() { ch := make(chan int, 4) quitChan := make(chan bool) go func() { for v := range ch { fmt.Println(v) } quitChan <- true // 通知用的channel，表示这里的程序已经执行完了 }() ch <- 1 ch <- 2 ch <- 3 ch <- 4 ch <- 5 close(ch) // 用完关闭channel <-quitChan // 接到channel通知后解除阻塞，这也是channel的一种用法}4.channel 超时处理
channel 结合 time 实现超时处理。
当一个 channel 读取数据超过一定时间还没有数据到来时，可以得到超时通知，防止一直阻塞当前 goroutine。
chan_timeout.go
package mainimport ( "fmt" "time")func main() { ch := make(chan int) quitChan := make(chan bool) go func() { for { select { case v := <-ch: fmt.Println(v) case <-time.After(time.Second * time.Duration(3)): quitChan <- true fmt.Println("timeout, send notice") return } } }() for i := 0; i < 4; i++ { ch <- i } <-quitChan // 输出值，相当于收到通知，解除主程阻塞 fmt.Println("main quit out")}使用 channel 的注意事项及死锁分析
未初始化的 channel 读写关闭操作
1.读：未初始化的channel，读取里面的数据时，会造成死锁deadlock
var ch chan int<-ch // 未初始化channel读数据会死锁
2.写：未初始化的channel，往里面写数据时，会造成死锁deadlock
var ch chan intch<- // 未初始化channel写数据会死锁
3.关闭：未初始化的channel，关闭该channel时，会panic
var ch chan intclose(ch) // 关闭未初始化channel，触发panic
已初始化的 channel 读写关闭操作
1. 已初始化，没有缓冲区的channel
// 代码片段1 func main() { ch := make(chan int) ch <- 4 }代码片段1：没有缓冲channel，且只有写入没有读取，会产生死锁
// 代码片段2 func main() { ch := make(chan int) val, ok := <-ch }代码片段2：没有缓冲channel，且只有读取没有写入，会产生死锁
// 代码片段3 func main() { ch := make(chan int) val, ok := <-ch if ok { fmt.Println(val) } ch <- 10 // 这里进行写入。但是前面已经产生死锁了 }代码片段3：没有缓冲channel，既有写入也有读出，但是在代码 val, ok := <-c 处已经产生死锁了。下面代码执行不到。
// 代码片段4 func main() { ch := make(chan int) ch <- 10 go readChan(ch) time.Sleep(time.Second * 2) } func readChan(ch chan int) { for { val, ok := <-ch fmt.Println("read ch: ", val) if !ok { break } } }代码片段4：没有缓冲channel，既有写入也有读出，但是运行程序后，报错 fatal error: all goroutines are asleep - deadlock! 。
这是因为往 channle 里写入数据的代码 ch <- 10，这里写入数据时就已经产生死锁了。把 ch<-10 和 go readChan(ch) 调换位置，程序就能正常运行，不会产生死锁。
// 代码片段5 func main() { ch := make(chan int) go writeChan(ch) for { val, ok := <-ch fmt.Println("read ch: ", val) if !ok { break } } time.Sleep(time.Second) fmt.Println("end") } func writeChan(ch chan int) { for i := 0; i < 4; i++ { ch <- i代码片段5：没有缓冲的channel，既有写入，也有读出，与上面几个代码片段不同的是，写入channel的数据不是一个。
思考一下，这个程序会产生死锁吗？10 秒时间思考下，先不要看下面。
也会产生死锁，它会输出完数据后，报错 fatal error: all goroutines are asleep - deadlock!。
为什么呢？这个程序片段，既有读也有写而且先开一个goroutine写数据，为什么会死锁？
原因在于 main() 里的 for 循环。可能你会问，不是有 break 跳出 for 循环吗？代码是写了，但是程序并没有执行到这里。
因为 for 会不停的循环，而 val, ok := <-ch， 这里 ok 值一直是 true，因为程序里并没有哪里关闭 channel 啊。你们可以打印这个 ok 值看一看是不是一直是 true。当 for 循环把 channel 里的值读取完了后，程序再次运行到 val, ok := <-ch 时，产生死锁，因为 channel 里没有数据了。
找到原因了，那解决办法也很简单，在 writeChan 函数里关闭 channel，加上代码 close(ch)。告诉 for 我写完了，关闭 channel 了。
加上关闭 channel 代码后运行程序：
read ch: 0 , ok: trueread ch: 1 , ok: trueread ch: 2 , ok: trueread ch: 3 , ok: trueread ch: 0 , ok: falseend
程序正常输出结果。
对于没有缓冲区的 channel (unbuffered channel) 容易产生死锁的几个代码片段分析，总结下:
channel 要用 make 进行初始化操作
读取和写入要配对出现，并且不能在同一个 goroutine 里
一定先用 go 起一个协程执行读取或写入操作
多次写入数据，for 读取数据时，写入者注意关闭 channel(代码片段5)
2. 已初始化，有缓冲区的 channel
// 代码片段1func main() { ch := make(chan int, 1) val, ok := <-ch}代码片段1：有缓冲channel，先读数据，这里会一直阻塞，产生死锁。
// 代码片段2 func main() { ch := make(chan int, 1) ch <- 10 }代码片段2：同代码片段1，有缓冲channel，只有写没有读，也会阻塞，产生死锁。
// 代码片段3 func main() { ch := make(chan int, 1) ch <- 10 val, ok := <-ch if ok { fmt.Println(val, ok) } }代码片段3：有缓冲的channel，有读有写，正常的输出结果。
有缓冲区的channel总结：
如果 channel 满了，发送者会阻塞
如果 channle 空了，接收者会阻塞
如果在同一个 goroutine 里，写数据操作一定在读数据操作前
以上就是"golang中channel怎么使用"这篇文章的所有内容，感谢各位的阅读！相信大家阅读完这篇文章都有很大的收获，小编每天都会为大家更新不同的知识，如果还想学习更多的知识，请关注行业资讯频道。
