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golang chan原理

发布时间：2021-04-23 编辑：jiaochengji.com

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golang chan原理

channel 是实现go语言所谓CSP理念的重点。在进程中通信有多重方式。共享内存，消息队列，socket等方式。而channel是在同一个进程内不同协程之间的通信方式。CSP：CSP模型是上个世纪七十年代提出的，用于描述两个独立的并发实体通过共享的通讯 channel(管道)进行通信的并发模型。

channel结构体

Channel 实际上是个环形队列。实际的队列空间就在这个channel结构体之后申请的空间。dataqsiz -> data queue size 队列大小。elemsize 元素的大小。Lock用来保证线程(协程)安全。recvq和sendq分别用来保存对应的阻塞队列。

struct    Hchan
{
    uintgo    qcount;            // 队列q中的总数据数量
    uintgo    dataqsiz;        // 环形队列q的数据大小
    uint16    elemsize;
    bool    closed;
    uint8    elemalign;
    Alg*    elemalg;        // interface for element type
    uintgo    sendx;            // 发送index
    uintgo    recvx;            // 接收index
    WaitQ    recvq;            // 因recv而阻塞的等待队列
    WaitQ    sendq;            // 因send而阻塞的等待队列
    Lock;
};

例子

func main(){
    //带缓冲的channel
    ch := make(chan Task, 3)
    numWorkers := 10
    //启动固定数量的worker
    for i := 0; i< numWorkers; i   {
        go worker(ch)
    }

    //发送任务给worker
    hellaTasks := getTaks()

    for _, task := range hellaTasks {
        ch <- task
    }

    ...
}

func worker(ch chan Task){
    for {
       //接受任务
       task := <- ch
       process(task)
    }
}

以上是最长用的channel的例子，参考kavya的解析。

goroutine和channel之间的数据的通过copy完成的(有特例)。发送的时候从G1 copy到channel中。接收的时候从channel中copy到G2内。

send

发送到channel上面去，还有buf则放入。没有则放入到对应的sendq等待队列中。

recv

从buf中取数据。没有则放入到对应的recvq等待队列中。

关于阻塞队列

关于放入阻塞队列到底是如何实现的。需要了解到GO的调度。Go语言调度有3个比较重要的概念。对于OS来说，一般是进程调度，线程调度。里面有调度器，调度算法等来实现，现在比较经典的是公平调度算法，详细见 https://blog.csdn.net/u012279631/article/details/77677266。go语言相当于把这个权利自己拿过来了。在用户态自己调用。在线程之下挂载了协程称之为G(goroutine),而线程称之为M(machine 即底层)，具体调度者称之为P(context)。这是因为进程切换上下文耗费的系统资源大，创建线程的时候耗费8K内存。当在高并发的情况下去处理对应的事务，如果用线程去处理仍然对资源非常浪费。从这个角度来讲，golang就是为了处理高并发而特定的一种语言。

线程和协程映射关系