详解Golang中Channel的用法

如果说goroutine是Go语言程序的并发体的话,那么channels则是它们之间的通信机制。一个channel是一个通信机制，它可以让一个goroutine通过它给另一个goroutine发送值信息。

1 创建channel

每个channel都有一个特殊的类型,也就是channels可发送数据的类型。一个可以发送int类型数据
的channel一般写为chan int。使用内置的make函数，如果第二个参数大于0，则表示创建一个带缓存的channel。

ch := make(chan int) // ch has type 'chan int'
ch = make(chan int, 3) // buffered channel with capacity 3

2 channel的发送和接受

一个发送语句将一个值从一个goroutine通过channel发送到另一个执行接收操作的goroutine。发送和接收两个操作都使用<-运算符。在发送语句中，<-运算符分割channel和要发送的值。在接收语句中，<-运算符写在channel对象之前。一个不使用接收结果的接收操作也是合法的。

ch <- x
// a send statement
x = <-ch // a receive expression in an assignment statement
<-ch
// a receive statement; result is discarded

3 channel的close

Channel还支持close操作,用于关闭channel,随后对基于该channel的任何发送操作都将导致panic异常。对一个已经被close过的channel进行接收操作依然可以接受到之前已经成功发送的数据，如果channel中已经没有数据的话将产生一个零值的数据。使用内置的close函数就可以关闭一个channel:

close(ch)

4 不带缓存的Channels

一个基于无缓存Channels的发送操作将导致发送者goroutine阻塞，直到另一个goroutine在相同的Channels上执行接收操作，当发送的值通过Channels成功传输之后，两个goroutine可以继续执行后面的语句。反之，如果接收操作先发生,那么接收者goroutine也将阻塞,直到有另一个goroutine在相同的Channels上执行发送操作。
基于无缓存Channels的发送和接收操作将导致两个goroutine做一次同步操作。因为这个原因，无缓存Channels有时候也被称为同步Channels。

5 串联的Channels

Channels也可以用于将多个goroutine连接在一起，一个Channel的输出作为下一个Channel的输入。这种串联的Channels就是所谓的管道(pipeline)。

func main() {
	naturals := make(chan int)
	squares := make(chan int)
	// Counter
	go func() {
		for x := 0; x < 100; x++ {
			naturals <- x
		}
		close(naturals)
	}()
	// Squarer
	go func() {
		for x := range naturals {
			squares <- x * x
		}
		close(squares)
	}()
	// Printer (in main goroutine)
	for x := range squares {
		fmt.Println(x)
	}
}

当一个被关闭的channel中已经发送的数据都被成功接收后，后续的接收操作将不再阻塞，它们会立即返回一个零值。
Go语言的range循环可直接在channels上面迭代。使用range循环依次从channel接收数据，当channel被关闭并且没有值可接收时跳出循环。

6 单方向的Channels

为了防止被滥用,Go语言的类型系统提供了单方向的channel类型，分别用于只发送或只接收的channel。类型<-chan int表示一个只接收int的channel， chan<- int表示一个只发送int的channel，(箭头<-和关键字chan的相对位置表明了channel的方向。)，这种限制将在编译期检测。

func counter(out chan<- int) {
	for x := 0; x < 100; x++ {
			out <- x
		}
		close(out)
	}
	func squarer(out chan<- int, in <-chan int) {
		for v := range in {
			out <- v * v
		}
		close(out)
	}
	func printer(in <-chan int) {
		for v := range in {
			fmt.Println(v)
		}
	}
	func main() {
		naturals := make(chan int)
		squares := make(chan int)
		go counter(naturals)
		go squarer(squares, naturals)
		printer(squares)
}

7 带缓存的Channels

带缓存的Channel内部持有一个元素队列。队列的最大容量是在调用make函数创建channel时通过第二个参数指定的。
向缓存Channel的发送操作就是向内部缓存队列的尾部插入元素，接收操作则是从队列的头部删除元素。如果内部缓存队列是满的，那么发送操作将阻塞直到因另一个goroutine执行接收操作而释放了新的队列空间。相反，如果channel是空的，接收操作将阻塞直到有另一个goroutine执行发送操作而向队列插入元素。

• write：缓冲区被填满后，写端才会阻塞。
• read：缓冲区被读空，读端才会阻塞。

可以用内置的cap函数获取channel内部缓存的容量

fmt.Println(cap(ch)) // "3"

可以用内置的len函数获取channel内部缓存队列中有效元素的个数。

fmt.Println(len(ch)) // "2"