Go 语言中的 channel 是基于 CSP（Communicating Sequential Processes）思想实现的通信机制。其核心理念是：
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通过通信共享内存，而不是通过共享内存通信
也就是说，应当让不同 goroutine 之间通过传递数据来共享状态，避免直接共享内存而产生竞态问题。 -
FIFO 队列
Channel 本身就是一个队列，按照先进先出的原则传递数据。 -
阻塞与死锁
- 无缓冲通道：发送操作和接收操作必须同时发生，否则将阻塞，容易发生死锁。
- 有缓冲通道：有固定的缓冲区，当缓冲区满时发送操作阻塞；当缓冲区空时接收操作阻塞。
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数据类型限制
每个 channel 只能存放同一种数据类型，且 channel 是引用类型，需要通过make进行初始化。 -
同步通信与协程控制
Channel 不仅用于数据传递，还可以用来实现不同 goroutine 之间的同步控制，比如等待子协程执行完毕再退出主协程。 -
多路复用
使用select语句可以同时监听多个 channel 的操作，实现非阻塞通信和超时控制。
1. 无缓冲通道的基本使用
知识点说明：
- 无缓冲通道没有存储空间，发送和接收必须成对出现。当一方操作时，另一方必须就绪，否则就会阻塞。
- 该示例展示了如何在一个 goroutine 中发送数据，通过主 goroutine 接收数据。
代码示例：
// 文件名: 03channel_unbuffered.go
package mainimport ("fmt""time"
)// 发送数据到无缓冲通道
func senddata(ch chan int) {ch <- 1fmt.Println("往通道里存放数据 1")ch <- 2fmt.Println("往通道里存放数据 2")
}func main() {// 创建无缓冲通道（容量为0）ch1 := make(chan int)// 启动一个 goroutine 发送数据到通道go senddata(ch1)// 主 goroutine 休眠一段时间以等待子协程发送数据time.Sleep(3 * time.Second)// 按照先进先出的顺序接收数据data := <-ch1fmt.Println("拿到通道数据：", data)data2 := <-ch1fmt.Println("拿到通道数据：", data2)// 若再接收数据，由于通道中没有数据，将会阻塞// data3 := <-ch1// fmt.Println("第三次拿到通道数据：", data3)
}
2. 利用无缓冲通道实现协程同步
知识点说明：
- 协程同步：在 Go 中，主协程退出会导致整个程序结束。如果想等待子协程执行完毕，可以利用无缓冲通道作为信号量。
- 使用空结构体（
struct{}）作为信号传递，因为它不占用内存空间。
代码示例：
// 文件名: 03channel_sync.go
package mainimport ("fmt""time"
)// 定义空结构体，作为信号传递
type none struct{}// 发送信号到无缓冲通道，模拟子协程任务完成
func senddata(ch chan none) {fmt.Println("this is senddata")time.Sleep(2 * time.Second)ch <- none{} // 发送一个空结构体信号
}func main() {fmt.Println("start....")// 创建无缓冲通道（类型为 none）ch1 := make(chan none)// 启动子协程执行任务go senddata(ch1)// 主协程等待接收到信号后再继续<-ch1fmt.Println("end....")
}
3. 通道的关闭与数据消费
知识点说明：
- 通道关闭：发送方完成数据发送后，通过
close(ch)关闭通道，可以防止消费者无限等待数据。 - 数据消费：接收方可以通过三种方式判断通道是否关闭：
- 判断读取到的值是否为数据类型的零值；
- 使用
value, ok := <-ch判断； - 使用
range自动遍历，直到通道关闭。
代码示例：
// 文件名: 03channel_close.go
package mainimport ("fmt"
)// 发送数据并关闭通道
func sendata(ch chan string) {for i := 0; i < 3; i++ {ch <- fmt.Sprintf("发送数据%d", i)}// 打印提示并关闭通道，确保接收方不会因无数据而死锁defer fmt.Println("发送数据完毕")defer close(ch)
}func main() {ch1 := make(chan string)go sendata(ch1)// 方式1：读取数据后判断零值（适用于数据类型零值不会作为有效数据的情况）/*for {data := <-ch1if data == "" { // 字符串的零值为 ""break}fmt.Println("从通道中获取到的数据：", data)}*/// 方式2：使用 value, ok 判断通道是否关闭/*for {data, ok := <-ch1if !ok {break}fmt.Println("2从通道中获取到的数据：", data)}*/// 方式3：使用 range 遍历通道（推荐方式）for value := range ch1 {fmt.Println("3从通道中获取到的数据：", value)}
}
4. 有缓冲通道的使用
知识点说明：
- 有缓冲通道：在创建通道时指定缓冲区大小，允许发送者先存储一定数量的数据而不必等待接收者。
- 当缓冲区满时，发送操作将阻塞；当缓冲区空时，接收操作将阻塞。
- 适用于生产者和消费者速度不一致的场景。
代码示例：
// 文件名: 03channel_buffered.go
package mainimport ("fmt""time"
)// 向有缓冲通道发送数据
func senddata(ch chan string) {for i := 0; i <= 10; i++ {ch <- fmt.Sprintf("放入数据%d", i)fmt.Printf("往通道放入数据%d\n", i)}// 发送完成后关闭通道defer close(ch)
}func main() {// 创建一个带缓冲的通道，缓冲区大小为 6ch1 := make(chan string, 6)go senddata(ch1)// 等待一定时间，保证数据发送到缓冲区time.Sleep(2 * time.Second)// 使用 range 循环读取数据，直到通道关闭for v := range ch1 {fmt.Println("读取通道数据：", v)}
}
5. 使用 select 监听多个通道
知识点说明：
- select 语句：允许同时监听多个通道操作，当其中一个通道操作准备就绪时执行对应的 case；若多个同时就绪，则随机选择。
- 超时控制：结合
time.After实现超时等待，避免长时间阻塞。 - default 分支：用于非阻塞检测，如果没有通道操作准备好，则执行 default 分支。
代码示例：
// 文件名: 03channel_select.go
package mainimport ("fmt""time"
)func main() {ch1 := make(chan int)ch2 := make(chan int)ch3 := make(chan int)// 分别启动三个 goroutine，在不同时间发送数据到各自的通道go func() {time.Sleep(10 * time.Second)ch1 <- 1}()go func() {time.Sleep(2 * time.Second)ch2 <- 2}()go func() {time.Sleep(3 * time.Second)ch3 <- 3}()// 循环监听 3 次 select 中的不同通道或超时/default 分支for i := 0; i < 3; i++ {select {case msg := <-ch1:fmt.Println("接收到数据 from ch1:", msg)case msg := <-ch2:fmt.Println("接收到数据 from ch2:", msg)case msg := <-ch3:fmt.Println("接收到数据 from ch3:", msg)// 超时控制case <-time.After(1 * time.Second):fmt.Println("设置超时时间！timeout")// 非阻塞操作default:fmt.Println("没有消息准备好")}}
}
总结
本次整理中，我们按照以下知识点对 channel 的使用进行了归类整理：
- 无缓冲通道的基本使用：展示了发送和接收操作必须同步进行的特性。
- 利用无缓冲通道实现协程同步：通过空结构体信号，让主协程等待子协程执行完毕。
- 通道的关闭与数据消费：演示了如何关闭通道以及用 range 自动遍历数据，避免因死锁而阻塞。
- 有缓冲通道的使用：展示了带缓冲区通道在生产者与消费者场景中的使用，以及缓冲满、缓冲空时的阻塞机制。
- select 监听多个通道：通过 select 实现多路复用、超时控制以及非阻塞检测。