管道 vs 共享内存

声明方法

• make(chan int) 无缓冲
• make(chan bool, 0) // 无缓冲
• make(chan string, 2) // 有缓冲

基本用法

• ch <- x // 发送数据
• x = <- ch // 接收数据, 赋给x
• <- ch // 接收数据, 并丢弃

内存与通信

• 不要通过共享内存的方式进行通信
• 而是应该通过通信的方式共享内存

为什么使用管道

• 避免协程竞争和数据冲突的问题
• 更高级的抽象，降低开发难度，增加程序可读性
• 模块之间更容易解耦，增强扩展性和可维护性

如何设计

缓存区

type hchan struct {
	// 指示channel是开放还是关闭
	closed uint32 // 0开启, 1关闭
	
	// 组成一个缓存区
	qcount uint
	dataqsiz uint
	buf unsafe.Pointer
	elemsize uint16
	elemtype *_type

	// 两个队列
	recvx uint
	recvq waitq // 链表
	
	sendx uint
	sendq waitq

	// 保护hchan所有字段
	lock mutex
}

• 环形缓存可以大幅降低GC的开销
• 互斥锁并不是用来排队发送/接收数据
• 互斥锁保护的hchan结构体本身
• Channel并不是无锁的

发送数据的底层原理

c<-关键字

• c<-关键字是一个语法糖
• 编译阶段, 会把 c<-转化为runtime.chansend1()
• chansend1()会调用chansend()方法

发送情形

直接发送

发送数据前, 已经有G在休眠等待接收 此时缓存肯定是空的, 不用考虑缓存 将数据直接拷贝给G的接收变量, 唤醒G 实现: 1. 从队列里去除一个等待接收的G 2. 将数据直接拷贝到接收变量中 3. 唤醒G

放入缓存

没有G在休眠等待, 但是有缓存空间 将数据放入缓存 实现:

1. 获取可存入的缓存地址
2. 存入数据
3. 维护索引

休眠等待

没有G在休眠等待, 而且没有缓存或满了 自己进入发送队列, 休眠等待 实现:

1. 把自己包装成sudog
2. sudog放入sendq队列
3. 休眠并解锁
4. 被唤醒后, 数据已经被取走, 维护其它数据

总结

• 编译阶段，会把<-转化为runtime.chansend1()
• 1.直接发送时，将数据直接拷贝到目标变量
• 2.放入缓存时，将数据放入环形缓存，成功返回
• 3.休眠等待时，将自己包装后放入sendq,休眠