第七章：并发编程 2.Channels --Go 语言轻松入门

Go语言中的通道（Channel）是一种特殊的类型，用于在不同的goroutine之间传递数据和同步执行。通道提供了一种安全的方式来避免数据竞争，并且简化了并发编程的复杂性。下面是关于Go Channels的一些关键点：

1. 基本概念

定义：var ch chan int 定义了一个整数类型的通道。
创建：使用 make 函数创建通道，例如 ch := make(chan int) 或者 ch := make(chan int, 10) 创建一个带缓冲的通道。
方向性：可以定义单向通道，如 chan<- int 只能发送，<-chan int 只能接收。

package mainimport ("fmt""time"
)// 定义一个只发送整数的函数
func sendNumbers(ch chan<- int) {for i := 0; i < 5; i++ {fmt.Printf("Sending: %d\n", i)ch <- itime.Sleep(1 * time.Second)}close(ch) // 发送完成后关闭通道
}// 定义一个只接收整数并处理的函数
func processNumbers(ch <-chan int) {for v := range ch {fmt.Printf("Processing: %d\n", v)time.Sleep(1 * time.Second)}
}func main() {// 创建一个无缓冲的整型通道ch := make(chan int)// 启动发送者goroutinego sendNumbers(ch)// 启动处理者goroutinego processNumbers(ch)// 等待一段时间让所有goroutines完成time.Sleep(10 * time.Second)fmt.Println("All messages processed, exiting.")
}

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2. 操作

发送：ch <- value 将值发送到通道中。
接收：value := <- ch 从通道中接收值。
多值接收：value, ok := <- ch 接收值的同时检查通道是否关闭 (ok 为 false 表示通道已关闭)。

3. 阻塞与非阻塞

无缓冲通道：发送和接收操作会一直阻塞，直到另一方准备好。

package mainimport ("fmt"
)func main() {// 创建一个无缓冲的整型通道ch := make(chan int)// 启动一个发送者goroutinego func() {for i := 0; i < 5; i++ {fmt.Printf("Sender: Sending %d\n", i)ch <- i // 将i发送到通道ch// time.Sleep(1 * time.Second) // 模拟耗时操作}close(ch) // 发送完成后关闭通道}()// 主goroutine作为接收者for v := range ch {fmt.Printf("Receiver: Received %d\n", v)}fmt.Println("All messages received, exiting.")
}

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有缓冲通道：只有当缓冲区满时发送才会阻塞；只有当缓冲区为空时接收才会阻塞。

package mainimport ("fmt"
)func main() {// 创建一个带有缓冲区大小为2的整型通道ch := make(chan int, 2)// 启动一个发送者goroutinego func() {for i := 0; i < 10; i++ {fmt.Printf("Sender: Sending %d\n", i)ch <- i // 将i发送到通道ch// time.Sleep(1 * time.Second) // 模拟耗时操作}close(ch) // 发送完成后关闭通道}()// 主goroutine作为接收者for v := range ch {fmt.Printf("Receiver: Received %d\n", v)}fmt.Println("All messages received, exiting.")
}

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4. 关闭通道

使用 close(ch) 关闭通道。关闭后的通道不能再发送数据，但可以继续接收剩余的数据直到通道为空。

5. 选择器

select 语句允许在多个通信操作中进行选择，类似于 switch 语句，但是只处理通信操作。
default 子句可以让 select 在没有可用的case时执行。

package mainimport ("fmt""time"
)// main 是程序的入口点。
func main() {// 创建一个无缓冲的channel，用于接收异步操作的结果。ch := make(chan int)// 启动一个goroutine，在后台执行操作。go func() {// 模拟一些耗时操作，比如等待I/O完成。time.Sleep(3 * time.Second)// 将结果发送到channel。ch <- 42}()// 2秒后超时，生成一个超时信号。timeout := time.After(2 * time.Second)// 无限循环，等待结果或超时。for {select {// 当channel接收到值时。case value := <-ch:// 打印接收到的值并退出程序。fmt.Println("Received:", value)return// 当超时信号触发时。case <-timeout:// 打印超时信息并退出程序。fmt.Println("Timed out")return// 默认情况，即没有接收到值也没有超时。default:// 打印等待信息，并短暂暂停以避免忙等待。fmt.Println("Still waiting...")time.Sleep(500 * time.Millisecond)}}
}

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6. 范围循环

for range 循环可以用来遍历通道中的数据，直到通道被关闭并且所有数据都被读取。

7. 应用场景

并行计算：通过通道收集结果。
事件分发：作为事件处理器之间的消息队列。
资源池：管理一组可重用资源。

8. 注意事项

不要对同一个通道同时进行多次接收或发送操作。

package mainimport ("fmt"
)// main 是程序的入口点
func main() {// 创建一个带有缓冲区的整型通道ch := make(chan int, 5) // 缓冲区大小为5// 启动两个发送者goroutinego func() {for i := 0; i < 5; i++ {fmt.Printf("Sender 1: Sending %d\n", i)ch <- i}}()go func() {for i := 10; i < 15; i++ {fmt.Printf("Sender 2: Sending %d\n", i)ch <- i}}()// 接收者goroutinefor i := 0; i < 10; i++ {fmt.Printf("Receiver: Received %d\n", <-ch)}
}