Go 語(yǔ)言 channel 的阻塞問(wèn)題

Hello，大家好，又見(jiàn)面了！上一遍我們將 channel 相關(guān)基礎(chǔ)以及使用場(chǎng)景。這一篇，還需要再次進(jìn)階理解channel 阻塞問(wèn)題。以下創(chuàng)建一個(gè)chan類型為int，cap 為3。

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channel 內(nèi)部其實(shí)是一個(gè)環(huán)形buf數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) ，是一種滑動(dòng)窗口機(jī)制，當(dāng)make完后，就分配在 Heap 上。

上面，向 chan 發(fā)送一條“hello”數(shù)據(jù)：

如果 G1 發(fā)送數(shù)據(jù)超過(guò)指定cap時(shí)，會(huì)出現(xiàn)什么情況？

看下面實(shí)例：

以上會(huì)出現(xiàn)什么，chan 緩沖區(qū)允許大小為1，如果再往chan仍數(shù)據(jù)，滿了就會(huì)被阻塞，那么是如何實(shí)現(xiàn)阻塞的呢？當(dāng) chan 滿時(shí)，會(huì)進(jìn)入 gopark，此時(shí) G1 進(jìn)入一個(gè) waiting 狀態(tài)，然后會(huì)創(chuàng)建一個(gè) sudog 對(duì)象，其實(shí)就sendq隊(duì)列，把 200放進(jìn)去。等 buf 不滿的時(shí)候，再喚醒放入buf里面。

通過(guò)如下源碼，你會(huì)更加清晰：

上面，從 chan 獲取數(shù)據(jù)：

Go 語(yǔ)言核心思想：“Do not communicate by sharing memory; instead, share memory by communicating.” 你可以看看這本書名叫：Effective Go

如果接收者，接收一個(gè)空對(duì)象，也會(huì)發(fā)生什么情況？

代碼示例 ：

也會(huì)報(bào)錯(cuò)如下：

上面，從 chan 取出數(shù)據(jù)，可是沒(méi)有數(shù)據(jù)了。此時(shí)，它會(huì)把 接收者 G2 阻塞掉，也是和G1發(fā)送者一樣，也會(huì)執(zhí)行 gopark 將狀態(tài)改為 waiting，不一樣的點(diǎn)就是。

正常情況下，接收者G2作為取出數(shù)據(jù)是去 buf 讀取數(shù)據(jù)的，但現(xiàn)在，buf 為空了，此時(shí)，接收者G2會(huì)將sudog導(dǎo)出來(lái)，因?yàn)楝F(xiàn)在G2已經(jīng)被阻塞了嘛，會(huì)把G2給G，然后將 t := -ch 中變量 t 是在棧上的地址，放進(jìn)去 elem ，也就是說(shuō)，只存它的地址指針在sudog里面。

最后， ch - 200 當(dāng)G1往 chan 添加200這個(gè)數(shù)據(jù)，正常情況是將數(shù)據(jù)添加到buf里面，然后喚醒 G2 是吧，而現(xiàn)在是將 G1 的添加200數(shù)據(jù)直接干到剛才G2阻塞的t這里變量里面。

你會(huì)認(rèn)為，這樣真的可以嗎？想一想，G2 本來(lái)就是已經(jīng)阻塞了，然后我們直接這么干肯定沒(méi)有什么毛病，而且效率提高了，不需要再次放入buf再取出，這個(gè)過(guò)程也是需要時(shí)間。不然，不得往chan添加數(shù)據(jù)需要加鎖、拷貝、解鎖一序列操作，那肯定就慢了，我想Go語(yǔ)言是為了高效及內(nèi)存使用率的考慮這樣設(shè)計(jì)的。（注意，一般都是在runtime里面完成，不然會(huì)出現(xiàn)象安全問(wèn)題。）

總結(jié) ：

chan 類型的特點(diǎn)：chan 如果為空，receiver 接收數(shù)據(jù)的時(shí)候就會(huì)阻塞等待，直到 chan 被關(guān)閉或者有新的數(shù)據(jù)到來(lái)。有這種個(gè)機(jī)制，就可以實(shí)現(xiàn) wait/notify 的設(shè)計(jì)模式。

相關(guān)面試題：

為什么要使用 Go 語(yǔ)言？Go 語(yǔ)言的優(yōu)勢(shì)在哪里

1. 保留但大幅度簡(jiǎn)化指針

Go語(yǔ)言保留著C中值和指針的區(qū)別，但是對(duì)于指針?lè)爆嵱梅ㄟM(jìn)行了大量的簡(jiǎn)化，引入引用的概念。所以在Go語(yǔ)言中，你幾乎不用擔(dān)心會(huì)因?yàn)橹苯硬僮鲀?nèi)寸而引起各式各樣的錯(cuò)誤。

2. 多參數(shù)返回

還記得在C里面為了回饋多個(gè)參數(shù)，不得不開(kāi)辟幾段指針傳到目標(biāo)函數(shù)中讓其操作么？在Go里面這是完全不必要的。而且多參數(shù)的支持讓Go無(wú)需使用繁瑣的exceptions體系，一個(gè)函數(shù)可以返回期待的返回值加上error，調(diào)用函數(shù)后立刻處理錯(cuò)誤信息，清晰明了。

3. Array，slice，map等內(nèi)置基本數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

如果你習(xí)慣了Python中簡(jiǎn)潔的list和dict操作，在Go語(yǔ)言中，你不會(huì)感到孤單。一切都是那么熟悉，而且更加高效。如果你是C++程序員，你會(huì)發(fā)現(xiàn)你又找到了STL的vector 和 map這對(duì)朋友。

4. Interface

Go語(yǔ)言最讓人贊嘆不易的特性，就是interface的設(shè)計(jì)。任何數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，只要實(shí)現(xiàn)了interface所定義的函數(shù)，自動(dòng)就implement了這個(gè)interface，沒(méi)有像Java那樣冗長(zhǎng)的class申明，提供了靈活太多的設(shè)計(jì)度和OO抽象度，讓你的代碼也非常干凈。千萬(wàn)不要以為你習(xí)慣了Java那種一條一條加implements的方式，感覺(jué)還行，等接口的設(shè)計(jì)越來(lái)越復(fù)雜的時(shí)候，無(wú)數(shù)Bug正在后面等著你。

同時(shí)，正因?yàn)槿绱?，Go語(yǔ)言的interface可以用來(lái)表示任何generic的東西，比如一個(gè)空的interface，可以是string可以是int，可以是任何數(shù)據(jù)類型，因?yàn)檫@些數(shù)據(jù)類型都不需要實(shí)現(xiàn)任何函數(shù)，自然就滿足空interface的定義了。加上Go語(yǔ)言的type assertion，可以提供一般動(dòng)態(tài)語(yǔ)言才有的duck typing特性， 而仍然能在compile中捕捉明顯的錯(cuò)誤。

5. OO

Go語(yǔ)言本質(zhì)上不是面向?qū)ο笳Z(yǔ)言，它還是過(guò)程化的。但是，在Go語(yǔ)言中， 你可以很輕易的做大部分你在別的OO語(yǔ)言中能做的事，用更簡(jiǎn)單清晰的邏輯。是的，在這里，不需要class，仍然可以繼承，仍然可以多態(tài)，但是速度卻快得多。因?yàn)楸举|(zhì)上，OO在Go語(yǔ)言中，就是普通的struct操作。

6. Goroutine

這個(gè)幾乎算是Go語(yǔ)言的招牌特性之一了，我也不想多提。如果你完全不了解Goroutine，那么你只需要知道，這玩意是超級(jí)輕量級(jí)的類似線程的東西，但通過(guò)它，你不需要復(fù)雜的線程操作鎖操作，不需要care調(diào)度，就能玩轉(zhuǎn)基本的并行程序。在Go語(yǔ)言里，觸發(fā)一個(gè)routine和erlang spawn一樣簡(jiǎn)單?；旧弦莆誈o語(yǔ)言，以Goroutine和channel為核心的內(nèi)存模型是必須要懂的。不過(guò)請(qǐng)放心，真的非常簡(jiǎn)單。

7. 更多現(xiàn)代的特性

和C比較，Go語(yǔ)言完全就是一門現(xiàn)代化語(yǔ)言，原生支持的Unicode, garbage collection, Closures(是的，和functional programming language類似), function是first class object，等等等等。

看到這里，你可能會(huì)發(fā)現(xiàn)，我用了很多輕易，簡(jiǎn)單，快速之類的形容詞來(lái)形容Go語(yǔ)言的特點(diǎn)。我想說(shuō)的是，一點(diǎn)都不夸張，連Go語(yǔ)言的入門學(xué)習(xí)到提高，都比別的語(yǔ)言門檻低太多太多。在大部分人都有C的背景的時(shí)代，對(duì)于Go語(yǔ)言，從入門到能夠上手做項(xiàng)目，最多不過(guò)半個(gè)月。Go語(yǔ)言給人的感覺(jué)就是太直接了，什么都直接，讀源代碼直接，寫自己的代碼也直接。

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簡(jiǎn)介：Google工程師親授，從學(xué)習(xí)語(yǔ)言語(yǔ)法特性到函數(shù)式編程、并發(fā)編程等等。理論與實(shí)戰(zhàn)結(jié)合，幫助快速掌握Go語(yǔ)言。通過(guò)研讀標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)等經(jīng)典代碼設(shè)計(jì)模式，啟發(fā)讀者深刻理解Go語(yǔ)言的核心思維，進(jìn)入Go語(yǔ)言開(kāi)發(fā)的更高階段。 ?