总结了才知道，原来channel有这么多用法！(代码片段)

关键词：

这篇文章总结了channel的11种常用操作，以一个更高的视角看待channel，会给大家带来对channel更全面的认识。

在介绍11种操作前，先简要介绍下channel的使用场景、基本操作和注意事项。

channel的使用场景

把channel用在数据流动的地方：

1. 消息传递、消息过滤
2. 信号广播
3. 事件订阅与广播
4. 请求、响应转发
5. 任务分发
6. 结果汇总
7. 并发控制
8. 同步与异步
9. …

channel的基本操作和注意事项

channel存在3种状态：

1. nil，未初始化的状态，只进行了声明，或者手动赋值为nil
2. active，正常的channel，可读或者可写
3. closed，已关闭，千万不要误认为关闭channel后，channel的值是nil

channel可进行3种操作：

1. 读
2. 写
3. 关闭

把这3种操作和3种channel状态可以组合出9种情况：

对于nil通道的情况，也并非完全遵循上表，有1个特殊场景：当nil的通道在select的某个case中时，这个case会阻塞，但不会造成死锁。

参考代码请看：https://dave.cheney.net/2014/03/19/channel-axioms

下面介绍使用channel的10种常用操作。

1. 使用for range读channel

场景

当需要不断从channel读取数据时。

原理

使用for-range读取channel，这样既安全又便利，当channel关闭时，for循环会自动退出，无需主动监测channel是否关闭，可以防止读取已经关闭的channel，造成读到数据为通道所存储的数据类型的零值。

用法

1
2
3

for x := range ch
    fmt.Println(x)

2. 使用v,ok := <-ch + select操作判断channel是否关闭

场景

v,ok := <-ch + select操作判断channel是否关闭

原理

ok的结果和含义：

- `true`：读到通道数据，不确定是否关闭，可能channel还有保存的数据，但channel已关闭。
- `false`：通道关闭，无数据读到。

从关闭的channel读值读到是channel所传递数据类型的零值，这个零值有可能是发送者发送的，也可能是channel关闭了。

_, ok := <-ch与select配合使用的，当ok为false时，代表了channel已经close。下面解释原因，_,ok := <-ch对应的函数是func chanrecv(c *hchan, ep unsafe.Pointer, block bool) (selected, received bool)，入参block含义是当前goroutine是否可阻塞，当block为false代表的是select操作，不可阻塞当前goroutine的在channel操作，否则是普通操作（即_, ok不在select中）。返回值selected代表当前操作是否成功，主要为select服务，返回received代表是否从channel读到有效值。它有3种返回值情况：

1. block为false，即执行select时，如果channel为空，返回(false,false)，代表select操作失败，没接收到值。
2. 否则，如果channel已经关闭，并且没有数据，ep即接收数据的变量设置为零值，返回(true,false)，代表select操作成功，但channel已关闭，没读到有效值。
3. 否则，其他读到有效数据的情况，返回(true,ture)。

我们考虑_, ok := <-ch和select结合使用的情况。

情况1：当chanrecv返回(false,false)时，本质是select操作失败了，所以相关的case会阻塞，不会执行，比如下面的代码：

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12

func main() 
	ch := make(chan int)
	select 
	case v, ok := <-ch:
		fmt.Printf("v: %v, ok: %v
", v, ok)
	default:
		fmt.Println("nothing")
	


// 结果：
// nothing

情况2：下面的结果会是零值和false：

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13

func main() 
	ch := make(chan int)

	// 增加关闭
	close(ch)

	select 
	case v, ok := <-ch:
		fmt.Printf("v: %v, ok: %v
", v, ok)
	


// v: 0, ok: false

情况3的received为true，即_, ok中的ok为true，不做讨论了，只讨论ok为false的情况。

最后ok为false的时候，只有情况2，此时channel必然已经关闭，我们便可以在select中用ok判断channel是否已经关闭。

用法

下面例子展示了，向channel写数据然后关闭，依然可以从已关闭channel读到有效数据，但channel关闭且没有数据时，读不到有效数据，ok为false，可以确定当前channel已关闭。

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29

// demo_select6.go
func main() 
	ch := make(chan int, 1)

	// 发送1个数据关闭channel
	ch <- 1
	close(ch)
	print("close channel
")

	// 不停读数据直到channel没有有效数据
	for 
		select 
		case v, ok := <-ch:
			print("v: ", v, ", ok:", ok, "
")
			if !ok 
				print("channel is close
")
				return
				
		default:
			print("nothing
")
		
	


// 结果
// close channel
// v: 1, ok:true
// v: 0, ok:false
// channel is close

更多见golang_step_by_step/channel/ok仓库中ok和select的示例，或者阅读channel源码。

3. 使用select处理多个channel

场景

需要对多个通道进行同时处理，但只处理最先发生的channel时

原理

select可以同时监控多个通道的情况，只处理未阻塞的case。当通道为nil时，对应的case永远为阻塞，无论读写。特殊关注：普通情况下，对nil的通道写操作是要panic的。

用法

1
2
3
4
5
6
7
8
9

// 分配job时，如果收到关闭的通知则退出，不分配job
func (h *Handler) handle(job *Job) 
    select 
    case h.jobCh<-job:
        return 
    case <-h.stopCh:
        return
    

4. 使用channel的声明控制读写权限

场景

协程对某个通道只读或只写时

目的：

1. 使代码更易读、更易维护，
2. 防止只读协程对通道进行写数据，但通道已关闭，造成panic。

用法

• 如果协程对某个channel只有写操作，则这个channel声明为只写。
• 如果协程对某个channel只有读操作，则这个channe声明为只读。

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19

// 只有generator进行对outCh进行写操作，返回声明
// <-chan int，可以防止其他协程乱用此通道，造成隐藏bug
func generator(int n) <-chan int 
    outCh := make(chan int)
    go func()
        for i:=0;i<n;i++
            outCh<-i
        
    ()
    return outCh


// consumer只读inCh的数据，声明为<-chan int
// 可以防止它向inCh写数据
func consumer(inCh <-chan int) 
    for x := range inCh 
        fmt.Println(x)
    

5. 使用缓冲channel增强并发

场景

异步

原理

有缓冲通道可供多个协程同时处理，在一定程度可提高并发性。

用法

1
2
3
4
5

// 无缓冲
ch1 := make(chan int)
ch2 := make(chan int, 0)
// 有缓冲
ch3 := make(chan int, 1)

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19

// 使用5个`do`协程同时处理输入数据
func test() 
    inCh := generator(100)
    outCh := make(chan int, 10)

    for i := 0; i < 5; i++ 
        go do(inCh, outCh)
    

    for r := range outCh 
        fmt.Println(r)
    


func do(inCh <-chan int, outCh chan<- int) 
    for v := range inCh 
        outCh <- v * v
    

6. 为操作加上超时

场景

需要超时控制的操作

原理

使用select和time.After，看操作和定时器哪个先返回，处理先完成的，就达到了超时控制的效果

用法

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16

func doWithTimeOut(timeout time.Duration) (int, error) 
	select 
	case ret := <-do():
		return ret, nil
	case <-time.After(timeout):
		return 0, errors.New("timeout")
	


func do() <-chan int 
	outCh := make(chan int)
	go func() 
		// do work
	()
	return outCh

7. 使用time实现channel无阻塞读写

场景

并不希望在channel的读写上浪费时间

原理

是为操作加上超时的扩展，这里的操作是channel的读或写

用法

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17

func unBlockRead(ch chan int) (x int, err error) 
	select 
	case x = <-ch:
		return x, nil
	case <-time.After(time.Microsecond):
		return 0, errors.New("read time out")
	


func unBlockWrite(ch chan int, x int) (err error) 
	select 
	case ch <- x:
		return nil
	case <-time.After(time.Microsecond):
		return errors.New("read time out")
	

注：time.After等待可以替换为default，则是channel阻塞时，立即返回的效果

8. 使用close(ch)关闭所有下游协程

场景

退出时，显示通知所有协程退出

原理

所有读ch的协程都会收到close(ch)的信号

用法

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17

func (h *Handler) Stop() 
    close(h.stopCh)

    // 可以使用WaitGroup等待所有协程退出


// 收到停止后，不再处理请求
func (h *Handler) loop() error 
    for 
        select 
        case req := <-h.reqCh:
            go handle(req)
        case <-h.stopCh:
            return
        
    

9. 使用chan struct作为信号channel

场景

使用channel传递信号，而不是传递数据时

原理

没数据需要传递时，传递空struct

用法

1
2
3
4
5
6

// 上例中的Handler.stopCh就是一个例子，stopCh并不需要传递任何数据
// 只是要给所有协程发送退出的信号
type Handler struct 
    stopCh chan struct
    reqCh chan *Request

10. 使用channel传递结构体的指针而非结构体

场景

使用channel传递结构体数据时

原理

channel本质上传递的是数据的拷贝，拷贝的数据越小传输效率越高，传递结构体指针，比传递结构体更高效

用法

1
2
3
4

reqCh chan *Request

// 好过
reqCh chan Request

11. 使用channel传递channel

场景

使用场景有点多，通常是用来获取结果。

原理

channel可以用来传递变量，channel自身也是变量，可以传递自己。

用法

下面示例展示了有序展示请求的结果，另一个示例可以见另外文章的版本3。

禁锢自己的因素，原来有这么多

...事情开始惆怅了起来。这不是在贩卖焦虑，而是反思总结。眼看 查看详情

小白学java：迭代器原来是这么回事

...器设计模式Iterator定义的方法迭代器：统一方式Iterator的总结小白学Java：迭代器原来是这么回事前文传送门：Enumeration上一篇，我们谈到了那个古老的迭代器Enumeration，还谈到了取代他的新迭代器——Iterator。相比于以往，这个新... 查看详情

学会有效管理自己知识：思考+总结+分享

做一个积极的人编码、改bug、提升自己我有一个乐园，面向编程，春暖花开！知道却讲不出来，或许也等于不知道！知道≠能做到|知道≠能讲出？昨天听了一个音频，里面说：“知道很多道理却依然过不好这一生”！知... 查看详情

罗振宇2022年“时间的朋友·原来还能这么干”跨年演讲全文无删减整理，内容归纳总结提炼

...2022年“时间的朋友·原来还能这么干”跨年演讲内容归纳总结提炼2022年罗振宇时间的朋友，原来还能这么干跨年演讲，我个人解读：从多视角解读命运共同体，通过老故事、新故事深度总结了个人、企业、民族、... 查看详情

罗振宇2022年“时间的朋友·原来还能这么干”跨年演讲全文无删减整理，内容归纳总结提炼

...2022年“时间的朋友·原来还能这么干”跨年演讲内容归纳总结提炼2022年罗振宇时间的朋友，原来还能这么干跨年演讲，我个人解读：从多视角解读命运共同体，通过老故事、新故事深度总结了个人、企业、民族、... 查看详情

win2008配置要求原来win2008版本有这么多

参考技术A1、安装MicrosoftWindowsServer2008的配置要求是：建议使用2．0GHz或更高的CPU、2G或更大的内存、40G或更大的可用磁盘空间、光驱需要DVD－ROM、显示器需要800x600或更高的分辨率。2、WindowsServer2008是微软公司2008年2月27日发布的... 查看详情

python制作进度条，原来有这么多方法!(代码片段)

欢迎关注，专注Python、数据分析、数据挖掘、好玩工具！如果你之前没用过进度条，八成是觉得它会增加不必要的复杂性或者很难维护，其实不然。要加一个进度条其实只需要几行代码。在这几行代码中，我... 查看详情

哈希算法原来有这么多应用场景！(代码片段)

1什么是哈希算法？将任意长度的二进制值串映射为固定长度的二进制值串，映射规则就是哈希算法通过原始数据映射之后得到的二进制值串就是哈希值2哈希算法的绩效从哈希值不能反推出原数据所以哈希算法也称单向哈... 查看详情

和在字节上班的兄弟聊过后，才知道原来年薪40w的测试有这么多？

最近脉脉职言区有一条讨论火了：哪家互联网公司薪资最‘厉害’？下面的评论多为字节跳动，还炸出了很多年薪40W的测试工程师我只想问一句，现在的测试都这么有钱了吗？前几天还有朋友说，从腾讯跳... 查看详情

matplotlib中的subplot的用法(代码片段)

...有想明白为啥会有这么多的内容来介绍这一个函数，后来知道了原来这个函数还真的挺多的内容）　　　言简意赅：　　　首先，它的调用是这样子的：subplot（numbRow，numbCol，plotNum）or subplot(numbRownumbColplotNum)，对。看清楚，... 查看详情

原来java世界里也有这么多精彩的故事，学java真有趣！

大千世界，无所不有。这世上不光有人类世界，还有咱们的java世界。今天就由我这个实习导游带领你们了解了解咱们的java世界奇妙之处。 有一种暖男叫catch，有一种真爱叫try---catch，世上最真情的爱恋就是你在try我在catch，... 查看详情

优秀编码原来也可以这么容易--编码四原则

...团队的编码水平，人人都能写高质量优秀代码？本篇文章总结提取 查看详情

工欲善其事必先利其器，apachekylin原来支持这么多可视化工具

工欲善其事必先利其器，ApacheKylin原来支持这么多可视化工具ApacheKylin的广泛应用还得益于它对很多软件都非常的支持，这篇文章我们将汇总一下ApacheKylin支持的BI报表软件有哪些。ApacheKylin对zeppelin的支持zeppelin相当于web笔记本，... 查看详情

一直不知道怎么设置手机弹幕，原来使用方法这么简单

参考技术A弹幕就是一开关，一on一个off。 查看详情

原来这么拍——灯塔之路

在旅行中的灯塔应该怎么拍？眼光还不错，灯塔也很有立体感，但是怎么拍才好看呢；tips1：拍摄主体鲜艳的颜色可以通过构图进行强调在停车场的一侧车比较多，并且光线不是特别的理想，遇到这种情况，我们要学会去改变，... 查看详情

为啥有这么多 mime 类型？

...？【发布时间】：2012-09-2708:40:31【问题描述】：我只是想知道，为什么一种类型有这么多mime类型？就像javascript的mime类型可以是text/javascript或text/x-javascript或application/x-javascript或application/javascript。为什么会这 查看详情

channel原来就是个环形队列

参考技术Agolang有一个很重要的特性就是channel，经常配合goroutine一起使用。当然，其中也涉及到有缓冲和无缓冲的情况，为什么会造成这种情况，我们会在下面解释。channel的数据结构不太复杂，就是一个环形队列，里面保存了长... 查看详情

python原来这么好学-1.3节:知识要点总结与内容复习

...科班人士，以及有一定编程水平的中高级程序员。?本章总结在本章的内容中，主要讲解了如何在Windows以及Linux系统中安装python。现在分别对本章中介绍过的命令工具，以及知识要点进行复习。　　实用工具 知识要点1)环境变... 查看详情