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文章概览

• 管道的实现原理
• 管道的使用

一、管道实现原理

 管道其实是一个struct结构体，里面包含队列、类型信息、协程等待队列等，管道用一个环形队列来实现缓冲区。协程的阻塞是通过等待队列实现的。

向管道中写入数据

• 如果缓冲区中有空余位置，则将数据写入缓冲区，结束发送过程。
• 如果缓冲区无空余位置，就会把当前协程存入sendq队列，当前携程进入睡眠并等待被唤醒。

 由于管道的此特性，当接收队列存在携程时，说明缓冲区中没有数据，但有协程在等待读数据，因此可以直接把数据给等待中的读协程，不需要再写入缓冲区。

从管道读取数据

• 当缓冲区中有数据时，从缓冲区中读取数据，读取过程结束。
• 当缓冲区中没有数据时，将当前的读协程加入等待队列，并进入睡眠等待新数据的写入。

 同样，当等待发送数据的队列不为空，且没有缓冲区，则读协程可以直接唤醒等待队列的第一个协程，读取它的数据。

关闭管道

 关闭管道时，会把等待中的读协程全部唤醒，这些读协程只能读到管道类型的零值。同样，如果等待队列中有等待发送的写协程，同样会唤醒他们，但是会触发panic。

二、管道的使用

单向管道

 单向管道只能用于发送或接收数据，但是管道的数据结构并没有体现出单向性。那么单向管道实际上是一种使用限制。

• func read(c <-chan int)：通过形参限定函数内部只能从管道中读取数据。
• func send(c chan<- int)：通过形参限定函数内部只能向管道中写入数据。

select

 select可以监控多个管道，当其中一个管道可操作时就会触发相应的case分支，无论管道是否为空，case语句读取管道时不会阻塞，这时由于case语句编译后调用读管道时会明确传入不阻塞的参数，读不到数据时不会将当前协程加入等待队列，而是直接返回。