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2022/06/20阅读:7主题:全栈蓝

《Go题库·8》channel实现方式/原理/概念/底层实现

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题目解析 GOLANG ROADMA社区

答案(知北游)+

背景:

  • Go语言提供了一种不同的并发模型--通信顺序进程(communicating sequential processes,CSP)。
  • 设计模式:通过通信的方式共享内存
  • channel收发操作遵循先进先出(FIFO)的设计

底层结构:

type hchan struct {
    qcount   uint           // channel中的元素个数
    dataqsiz uint           // channel中循环队列的长度
    buf      unsafe.Pointer // channel缓冲区数据指针
    elemsize uint16            // buffer中每个元素的大小
    closed   uint32            // channel是否已经关闭,0未关闭
    elemtype *_type // channel中的元素的类型
    sendx    uint   // channel发送操作处理到的位置
    recvx    uint   // channel接收操作处理到的位置
    recvq    waitq  // 等待接收的sudog(sudog为封装了goroutine和数据的结构)队列由于缓冲区空间不足而阻塞的Goroutine列表
    sendq    waitq  // 等待发送的sudogo队列,由于缓冲区空间不足而阻塞的Goroutine列表

    lock mutex   // 一个轻量级锁
}

channel创建:

ch := make(chan int3)
  • 创建channel实际上就是在内存中实例化了一个hchan结构体,并返回一个chan指针
  • channle在函数间传递都是使用的这个指针,这就是为什么函数传递中无需使用channel的指针,而是直接用channel就行了,因为channel本身就是一个指针

channel发送数据:

ch <- 1
ch <- 2
  • 检查 recvq 是否为空,如果不为空,则从 recvq 头部取一个 goroutine,将数据发送过去,并唤醒对应的 goroutine 即可。
  • 如果 recvq 为空,则将数据放入到 buffer 中。
  • 如果 buffer 已满,则将要发送的数据和当前 goroutine 打包成 sudog 对象放入到 sendq中。并将当前 goroutine 置为 waiting 状态。

channel接收数据:

<-ch
<-ch
  • 检查sendq是否为空,如果不为空,且没有缓冲区,则从sendq头部取一个goroutine,将数据读取出来,并唤醒对应的goroutine,结束读取过程。
  • 如果sendq不为空,且有缓冲区,则说明缓冲区已满,则从缓冲区中首部读出数据,把sendq头部的goroutine数据写入缓冲区尾部,并将goroutine唤醒,结束读取过程。
  • 如果sendq为空,缓冲区有数据,则直接从缓冲区读取数据,结束读取过程。
  • 如果sendq为空,且缓冲区没数据,则只能将当前的goroutine加入到recvq,并进入waiting状态,等待被写goroutine唤醒。

channel规则:

操作 空channel 已关闭channel 活跃中的channel
close(ch) panic panic 成功关闭
ch<- v 永远阻塞 panic 成功发送或阻塞
v,ok = <-ch 永远阻塞 不阻塞 成功接收或阻塞

分类:

后端

标签:

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