Go - Channel 原理

這是一個建立於 的文章，其中的資訊可能已經有所發展或是發生改變。

註：該文原文為 Channel Axioms ，作者是 Dave Cheney，這是他的部落格地址

大部分的新的 Go 程式員能快速理解 channel 是作為一個 queue 的值和認同當 channel 是滿的或者是空的時候， 操作是阻塞的概念。

這篇文章探討了 channel 四個不太常見的特性：

• 給一個 nil channel 發送資料，造成永遠阻塞
• 從一個 nil channel 接收資料，造成永遠阻塞
• 給一個已經關閉的 channel 發送資料，引起 panic
• 從一個已經關閉的 channel 接收資料，立即返回一個零值

給一個 nil channel 發送資料，造成永遠阻塞

這第一個例子對於新來者是有點小驚奇的，它給一個 nil channel 發送資料，造成永遠阻塞。

以下這個程式將在第5行造成死結，因為未初始化的 channel 是 nil 的，其值是零

package mainfunc main() {        var c chan string        c <- "let's get started" // deadlock}

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從一個 nil channel 接收資料，造成永遠阻塞

類似的，從一個 nil channel 接收資料，會造成接受者永遠阻塞。

package mainimport "fmt"func main() {        var c chan string        fmt.Println(<-c) // deadlock}

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為什麼會發生這樣的情況？下面是一個可能的解釋

• channel 的 buffer 的大小不是型別宣告的一部分，因此它必須是 channel 的值的一部分
• 如果 channel 未被初始化，它的 buffer 的大小將是0
• 如果 channel 的 buffer 大小是0，那麼它將沒有 buffer
• 如果 channel 沒有 buffer，一個發送將會被阻塞，直到另外一個 goroutine 為接收做好了準備
• 如果 channel 是 nil 的，並且接收者和寄件者沒有任何互動，他們都會阻塞然後在各自的 channel 中等待以及不再被解除阻塞狀態

給一個已經關閉的 channel 發送資料，引起 panic

以下程式將有可能 panic，因為在它的兄弟姐妹有時間完成發送他們的值之前，這第一個 goroutine 在達到10的時候將關閉 channel。

package mainimport "fmt"func main() {        var c = make(chan int, 100)        for i := 0; i < 10; i++ {                go func() {                        for j := 0; j < 10; j++ {                                c <- j                        }                        close(c)                }()        }        for i := range c {                fmt.Println(i)        }}

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因此為什麼沒有一個 close() 版本能讓你檢測 channel 是否關閉？

if !isClosed(c) {        // c isn't closed, send the value        c <- v}

但是這個函數有一個內在的競爭，某個人可能在我們檢查完 isClosed(c) 之後，但是代碼擷取 c <- v 之前關閉這個 channel。

處理這個問題的方法在被串連在該文章底部的 2nd article 被討論。

從一個已經關閉的 channel 接收資料，立即返回一個零值

這最後一個樣本與前一個是相反的，一旦一個 channel 被關閉，它的所有的值都會從 buffer 中流失，channel 將立即返回0值。

package mainimport "fmt"func main() {            c := make(chan int, 3)            c <- 1            c <- 2            c <- 3            close(c)            for i := 0; i < 4; i++ {                        fmt.Printf("%d ", <-c) // prints 1 2 3 0            }}

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針對這個問題的正確的解決辦法是使用 range 迴圈處理：

for v := range c {            // do something with v}for v, ok := <- c; ok ; v, ok = <- c {            // do something with v}

這兩個語句在函數中是相等的，展示 range 是做什麼。

擴充閱讀

• Concurrency is not Parallelism by Rob Pike
• Go Concurrency Patterns: Pipelines and cancellation
• Curious Channels