介绍 Golang 通道(channel)

介绍 Golang 通道(channel)

本文介绍如何使用Golang通道。通道是Go应用中链接协程通信的管道，协程可以往通道中推入值或从中读取值。利用通道可以非常方便地实现高性能、高并发应用，相比与其他语言更简单，这并不是巧合，而是Go语言的设计理念————并发作为语言的一等公民，使得并发应用尽可能简单而不失灵活性。

通道的思想起始很早就有了，但Go的实现者希望通道承担更多使命————以尽可能简单的方式让开发者创建更好、更清晰的高性能并发应用。确实，Go语言最吸引我的能力是可以轻松创建并发应用，到目前为止，不得不说这是一种乐趣。

1. 从简单示例开始

我们首先从简单示例开始。创建一个函数负责计算生成一个随机数并传给通道：

package main

import (
    "fmt"
    "math/rand"
)

func CalculateValue(values chan int) {
    // 设置随机种子,避免随机函数生成相同的值
    rand.Seed(time.Now().UnixNano()) 
    value := rand.Intn(10)

    fmt.Println("计算随机值: {}", value)

    // 往通道发送值
    values <- value
}

func main() {
    fmt.Println("Golang Channel 教程")

    // 创建int类型通道，只能传入int类型值  
    values := make(chan int)
    defer close(values)

    go CalculateValue(values)

    // 从通道接收值
    value := <-values
    fmt.Println(value)
}

values := make(chan int)valuesCalculateValue

make

defer close(values)CalculateValue(values)

value := <-values

注：当我们执行该程序时，程序并没有立刻结束。这是因为给通道发送值或从通道接收值都会阻塞当前协程。main函数被阻塞直到从通道中接收到值为止。

执行代码，查看运行结果：

Go Channel Tutorial
Calculated Random Value: {} 1
1

我们看到实例化并使用通道非常直接、简单，下面继续看稍微复杂的场景。

2. 无缓冲通道

CalculateValue()

go CalculateValue(valueChannel)

package main

import (
    "fmt"
    "math/rand"
    "time"
)

func CalculateValue(c chan int) {
    // 设置随机种子,避免随机函数生成相同的值
    rand.Seed(time.Now().UnixNano()) 
    value := rand.Intn(10)
    fmt.Println("计算随机值: {}", value)
    time.Sleep(1000 * time.Millisecond)
    c <- value
    fmt.Println("仅当另一个协程执行从通道中取值之后才执行")
}

func main() {
    fmt.Println("Golang Channel 教程")

    // 创建int类型通道，只能传入int类型值  
    valueChannel := make(chan int)
    defer close(valueChannel)

    go CalculateValue(valueChannel)
    go CalculateValue(valueChannel)

    // 从通道接收值
    values := <-valueChannel
    fmt.Println(values)
}

执行程序，我们仅看到第一个协程执行了最后一行输出语句：

Golang Channel 教程
计算随机值: {} 4
仅当另一个协程执行从通道中取值之后才执行
4

c <- value

3. 缓存通道

绕过这种阻塞行为的方法是使用缓冲通道。缓存通道本质是使用给定大小的队列实现跨协程通信。创建缓存通道需要make函数中指定容量：

bufferedChannel := make(chan int, 2)

c <- value

我们修改上面的程序使用缓存通道，同时在main函数中增加等待语句，确保main函数最后完成。

func CalculateValue(c chan int) {
	// 设置随机种子,避免随机函数生成相同的值
	rand.Seed(time.Now().UnixNano())
	value := rand.Intn(10)
	fmt.Println("计算随机值: {}", value)
	time.Sleep(1000 * time.Millisecond)
	c <- value
	fmt.Println("仅当另一个协程执行从通道中取值之后才执行")
}

func main() {
	fmt.Println("Golang Channel 教程")

	// 创建int类型通道，只能传入int类型值
	valueChannel := make(chan int, 2)
	defer close(valueChannel)

	go CalculateValue(valueChannel)
	go CalculateValue(valueChannel)

	// 从通道接收值
	values := <-valueChannel
	fmt.Println(values)
	time.Sleep(1000 * time.Millisecond)
}

现在执行程序应该能够看到第二个协程继续执行，无论通道中的值是否被接收。通过对比我们看到两种通道的差异：非缓存通道默认阻塞，而缓存通道当没有满时不阻塞。
输出结果：

Golang Channel 教程
计算随机值: {} 6
仅当另一个协程执行从通道中取值之后才执行
6
仅当另一个协程执行从通道中取值之后才执行

4. 总结

本文我们讨论了Golang的通道，了解两种通道的差异以及如何在Golang并发应用中使用。