golang之channel进阶

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golang 之 channel 并发访问

多图详解Go中的Channel源码

Channel 在运行时的内部表示是 runtime.hchan，该结构体中包含了一个用于保护成员变量的互斥锁，从某种程度上说，Channel 是一个用于同步和通信的有锁队列。

有很多试图通过各种方式 实现 无锁 Channel 的方案,但目前都还有各种各样问题尚不够完美.

所以实际上也借助了锁 (sync.Mutex)


Go 语言的 Channel 在运行时使用 runtime.hchan 结构体表示。在 Go 语言中创建新的 Channel 时，实际上创建的都是该结构体:

src/runtime/chan.go

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type hchan struct {
	qcount   uint           // total data in the queue
	dataqsiz uint           // size of the circular queue
	buf      unsafe.Pointer // points to an array of dataqsiz elements
	elemsize uint16
	closed   uint32
	elemtype *_type // element type
	sendx    uint   // send index
	recvx    uint   // receive index
	recvq    waitq  // list of recv waiters
	sendq    waitq  // list of send waiters

	// lock protects all fields in hchan, as well as several
	// fields in sudogs blocked on this channel.
	//
	// Do not change another G's status while holding this lock
	// (in particular, do not ready a G), as this can deadlock
	// with stack shrinking.
	lock mutex
}

以下内容来自 Golang Channel 实现原理

hchan：channel 的底层数据结构

• qcount：当前 channel 中存在多少个元素；(q为queue的缩写)

• dataqsize: 当前 channel 能存放的元素容量；(环形队列的容量)

• buf：channel 中用于存放元素的环形缓冲区；

• elemsize：channel 元素类型的大小；

• closed：标识 channel 是否关闭；（为什么不用bool，或者int8）

• elemtype：channel 元素类型；

• sendx：发送元素进入环形缓冲区的 index；

• recvx：接收元素所处的环形缓冲区的 index；

• recvq：因接收而陷入阻塞的协程队列；

• sendq：因发送而陷入阻塞的协程队列；


通过什么实现阻塞？

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type waitq struct {
    first *sudog
    last  *sudog
}

waitq：阻塞的协程队列

• first：队列头部

• last：队列尾部

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type sudog struct {
    g *g

    next *sudog
    prev *sudog
    elem unsafe.Pointer // data element (may point to stack)

    isSelect bool

    c        *hchan
}

sudog：用于包装协程的节点

• g：goroutine，协程；

• next：队列中的下一个节点；

• prev：队列中的前一个节点；

• elem: 读取/写入 channel 的数据的容器;

• isSelect：标识当前协程是否处在 select 多路复用的流程中；

• c：标识与当前 sudog 交互的 chan.

深入 Go 并发原语 — Channel 底层实现

Go 语言设计与实现-Channel

Go Channel 应用模式

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