接收数据的底层原理

<-c 关键字

• <-c 关键字也是一个语法糖
• 编译阶段, i<-c 转化为runtime.chanrecv1()
• 或者 i, ok<-c 转化为runtime.chanrecv2()
• 最后调用chanrecv()方法

接收情形

• 有等待的G, 从G中接收

接收数据前, 已经有协程在休眠等待发送 而且这个Channel没有缓存 将数据直接从G拷贝过来, 唤醒G 实现:

1. 判断有G在发送队列等待, 进入recv()
2. 判断次Channel无缓存
3. 直接从等待的协程中取走数据, 唤醒G

• 有等待的协程, 从缓存接收

接收数据前, 已经有协程在休眠等待发送 而且这个Channel有缓存 从缓存取走一个数据(先取缓存中的数据, 因为缓存中的数据比较早) 将休眠协程的数据放入缓存, 唤醒协程 实现:

1. 判断有G在发送队列等待, 进入recv()
2. 判断此Channel有缓存
3. 从缓存中取走一个数据
4. 将G的数据放入缓存, 唤醒G

• 接收缓存

没有协程在休眠等待发送, 但是缓存有内容 从缓存中取走数据 实现:

1. 判断没有协程在发送队列等待
2. 判断此Channel有缓存
3. 从缓存中取走一个数据

• 阻塞接受

没有协程在休眠等待, 而且没有缓存或者缓存为空 自己进入接受队列, 休眠等待 实现:

1. 判断没有协程在发送队列等待
2. 判断此Channel无缓存
3. 把自己包装成sudog
4. sudog放入接收等待队列, 休眠
5. 唤醒时, 发送的G已经把数据拷贝到位

总结

• 编译阶段，<-c会转化为chanrecv()
• 有等待的G,且无缓存时，从G接收
• 有等待的G,且有缓存时，从缓存接收
• 无等待的G,且缓存有数据，从缓存接收
• 无等待的G,且缓存无数据，等待喂数据

非阻塞channel

select {
	case <- chan1:
		// 如果chan1成功读到数据, 则执行该case处理语句
	case chan2 <- 1:
		// 如果成功向chan2写入数据, 则执行该case处理语句
	default:
		// 如果上面都没有成功, 则进入default处理流程
}

select原理

• 同时存在接收/发送/默认路径
• 首先查看是否有可以立即执行的case
• 没有的话, 有default, 走default
• 没有default, 把自己注册在所有的channel中, 休眠等待; 等待其中一个case发生就会被唤醒

timer

• timer可以提供一个channel, 定时塞入数据

t := time.NewTimer(time.Second) // 1s后向channel放入数据
<-t.C // 阻塞等待数据

总结

为什么使用Channel

• 相对于无锁, 避免协程竞争和数据冲突的问题
• 相对于加锁, 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

Channel的基本结构

• 一个环形缓存
• 两个链表（发送协程/接收协程）
• 一个互斥锁（保护hchan)
• 一个状态值

Channel数据发送原理

• 直接发送时，将数据直接拷贝到目标变量
• 放入缓存时，将数据放入环形缓存，成功返回
• 休眠等待时，将自己包装后放入sendq, 休眠

Channel数据接收原理

• 有等待的协程, 且无缓存时，从协程接收
• 有等待的协程, 且有缓存时，从缓存接收
• 无等待的协程, 且缓存有数据，从缓存接收
• 无等待的协程, 且缓存无数据，等待喂数据

非阻塞Channel

• 使用select可以使用Channel的非阻塞特性
• 使用timer配合select可以实现超时特性