原来channel有这么多用法 channel

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：

消息传递、消息过滤
信号广播
事件订阅与广播
请求、响应转发
任务分发
结果汇总
并发控制
同步与异步
…

channel的基本操作和注意事项 channel存在3种状态：

nil，未初始化的状态，只进行了声明，或者手动赋值为nil
active，正常的channel，可读或者可写
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：

读
写
关闭

把这3种操作和3种channel状态可以组合出9种情况：
操作nil的channel正常channel已关闭channel<- ch阻塞成功或阻塞读到零值ch <-阻塞成功或阻塞panicclose(ch)panic成功panic
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
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。
【原来channel有这么多用法 channel】_, 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：

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。
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。
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：
func main() { ch := make(chan int) select { case v, ok := <-ch:fmt.Printf("v: %v, ok: %v\n", v, ok) default:fmt.Println("nothing") }}// 结果：// nothing 情况2：下面的结果会是零值和false：
func main() { ch := make(chan int) // 增加关闭 close(ch) select { case v, ok := <-ch:fmt.Printf("v: %v, ok: %v\n", 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。
// demo_select6.gofunc main() { ch := make(chan int, 1) // 发送1个数据关闭channel ch <- 1 close(ch) print("close channel\n") // 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, "\n")if !ok {print("channel is close\n")return}default:print("nothing\n")} }}// 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
// 分配job时，如果收到关闭的通知则退出，不分配jobfunc (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：

使代码更易读、更易维护，
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

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

// 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
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
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
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
// 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
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 。
package mainimport ( "fmt" "math/rand" "sync" "time")func main() { reqs := []int{1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9} // 存放结果的channel的channel outs := make(chan chan int, len(reqs)) var wg sync.WaitGroup wg.Add(len(reqs)) for _, x := range reqs {o := handle(&wg, x)outs <- o } go func() {wg.Wait()close(outs) }() // 读取结果，结果有序 for o := range outs {fmt.Println(<-o) }}// handle 处理请求，耗时随机模拟func handle(wg *sync.WaitGroup, a int) chan int { out := make(chan int) go func() {time.Sleep(time.Duration(rand.Intn(3)) * time.Second)out <- awg.Done() }() return out}-- 展开阅读全文 --

原来channel有这么多用法 channel

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