淺談Go Channel 高級(jí)實(shí)踐

channel 是 golang 里相當(dāng)有趣的一個(gè)功能，在我使用 golang 編碼的經(jīng)驗(yàn)里，大部分事件都會(huì)是在享受 channel 和 goroutine 配合的樂趣。所以本文主要介紹 channel 的一些有趣的用法。

這里有 Oling Cat 翻譯的Go編程語言規(guī)范里關(guān)于 channel（信道）的描述：

信道提供了一種機(jī)制，它在兩個(gè)并發(fā)執(zhí)行的函數(shù)之間進(jìn)行同步，并通過傳遞（與該信道元素類型相符的）值來進(jìn)行通信。

這個(gè)個(gè)描述又乏味、又枯燥。在我第一次閱讀的時(shí)候，完全不明白這到底是個(gè)什么玩意。事實(shí)上，可以認(rèn)為 channel 是一個(gè)管道或者先進(jìn)先出隊(duì)列，非常簡單且輕量。channel 并不是 Golang 首創(chuàng)的。它同樣作為內(nèi)置功能出現(xiàn)在其他語言中。在大多數(shù)情況下，它是一個(gè)又大、又笨、又復(fù)雜的消息隊(duì)列系統(tǒng)的一個(gè)功能。

本文主要講實(shí)踐，原理部分會(huì)一筆帶過，關(guān)于 go 語言并發(fā)實(shí)現(xiàn)和內(nèi)存模型后續(xù)會(huì)有文章。

channel 實(shí)現(xiàn)的源碼不復(fù)雜，推薦閱讀，https://github.com/golang/go/blob/master/src/runtime/chan.go

channel 是干什么的

意義：channel 是用來通信的

實(shí)際上：（數(shù)據(jù)拷貝了一份，并通過 channel 傳遞，本質(zhì)就是個(gè)隊(duì)列）

channel 應(yīng)該用在什么地方

核心：需要通信的地方

例如以下場景：

• 通知廣播
• 交換數(shù)據(jù)
• 顯式同步
• 并發(fā)控制
• ...

記??！channel 不是用來實(shí)現(xiàn)鎖機(jī)制的，雖然有些地方可以用它來實(shí)現(xiàn)類似讀寫鎖，保護(hù)臨界區(qū)的功能，但不要這么用！

channel 用例實(shí)現(xiàn)

超時(shí)控制

// 利用 time.After 實(shí)現(xiàn)
func main() {
  done := do()
  select {
  case -done:
    // logic
  case -time.After(3 * time.Second):
    // timeout
  }
}

func do() -chan struct{} {
  done := make(chan struct{})
  go func() {
    // do something
    // ...
    done - struct{}{}
  }()
  return done
}

取最快的結(jié)果

比較常見的一個(gè)場景是重試，第一個(gè)請(qǐng)求在指定超時(shí)時(shí)間內(nèi)沒有返回結(jié)果，這時(shí)重試第二次，取兩次中最快返回的結(jié)果使用。
超時(shí)控制在上面有，下面代碼部分就簡單實(shí)現(xiàn)調(diào)用多次了。

func main() {
  ret := make(chan string, 3)
  for i := 0; i  cap(ret); i++ {
    go call(ret)
  }
    fmt.Println(-ret)
}

func call(ret chan- string) {
  // do something
  // ...
  ret - "result"
}

限制最大并發(fā)數(shù)

// 最大并發(fā)數(shù)為 2
limits := make(chan struct{}, 2)
for i := 0; i  10; i++ {
  go func() {
    // 緩沖區(qū)滿了就會(huì)阻塞在這
    limits - struct{}{}
    do()
    -limits
  }()
}

for...range 優(yōu)先

for ... range c { do } 這種寫法相當(dāng)于 if _, ok := -c; ok { do }

func main() {
  c := make(chan int, 20)
  go func() {
    for i := 0; i  10; i++ {
      c - i
    }
    close(c)
  }()
  // 當(dāng) c 被關(guān)閉后，取完里面的元素就會(huì)跳出循環(huán)
  for x := range c {
    fmt.Println(x)
  }
}

多個(gè) goroutine 同步響應(yīng)

利用 close 廣播

func main() {
  c := make(chan struct{})
  for i := 0; i  5; i++ {
    go do(c)
  }
  close(c)
}

func do(c -chan struct{}) {
  // 會(huì)阻塞直到收到 close
  -c
  fmt.Println("hello")
}

非阻塞的 select

select 本身是阻塞的，當(dāng)所有分支都不滿足就會(huì)一直阻塞，如果想不阻塞，那么一個(gè)什么都不干的 default 分支是最好的選擇

select {
case -done:
  return
default:  
}

for{select{}} 終止

盡量不要用 break label 形式，而是把終止循環(huán)的條件放到 for 條件里來實(shí)現(xiàn)

for ok {
  select {
  case ch - 0:
  case -done:
    ok = false
  }
}

channel 特性

基礎(chǔ)特性