golang - channel

Python011

golang - channel,第1张

通过var声明或者make函数创建的channel变量是一个存储在函数栈帧上的指针,占用8个字节,指向堆上的hchan结构体

源码包中src/runtime/chan.go定义了hchan的数据结构如下:

hchan结构体的主要组成部分有四个:

用来保存goroutine之间传递数据的循环数组:buf

用来记录此循环数组当前发送或接收数据的下标值:sendx和recvx

用于保存向该chan发送和从该chan接收数据被阻塞的goroutine队列: sendq 和 recvq

保证channel写入和读取数据时线程安全的锁:lock

环形数组作为channel 的缓冲区 数组的长度就是定义channnel 时channel 的缓冲大小

在hchan 中包括了读/写 等待队列, waitq是一个双向队列,包括了一个头结点和尾节点。 每个节点是一个sudog结构体变量

channel有2种类型:无缓冲、有缓冲, 在创建时 make(chan type cap) 通过cap 设定缓冲大小

channel有3种模式:写操作模式(单向通道)、读操作模式(单向通道)、读写操作模式(双向通道)

channel有3种状态:未初始化、正常、关闭

如下几种状态会引发panic

channel 是线程安全的,channel的底层实现中,hchan结构体中采用Mutex锁来保证数据读写安全。在对循环数组buf中的数据进行入队和出队操作时,必须先获取互斥锁,才能操作channel数据

在 Golang 游戏leaf系列(一) 概述与示例 (下文简称系列一)中,提到过Go模块用于创建能够被 Leaf 管理的 goroutine。Go模块是对golang中go提供一些额外功能。Go提供回调功能,LinearContext提供顺序调用功能。善用 goroutine 能够充分利用多核资源,Leaf 提供的 Go 机制解决了原生 goroutine 存在的一些问题:

我们来看一个例子(可以在 LeafServer 的模块的 OnInit 方法中测试):

这里的 Go 方法接收 2 个函数作为参数,第一个函数会被放置在一个新创建的 goroutine 中执行,在其执行完成之后,第二个函数会在当前 goroutine 中被执行。由此,我们可以看到变量 res 同一时刻总是只被一个 goroutine 访问,这就避免了同步机制的使用。Go 的设计使得 CPU 得到充分利用,避免操作阻塞当前 goroutine,同时又无需为共享资源同步而忧心。

这里主动调用了 d.Cb(<-d.ChanCb) ,把这个回调取出来了。实际上,在skeleton.Run里会自己取这个通道

看一下源码:

New方法,会生成指定缓冲长度的ChanCb。然后调用Go方法就是先执行第一个func,然后把第二个放到Cb里。现在手动造一个例子:

这里解释一下,d.Go根据源码来看,实际也是调用了一个协程。然后上面两次d.Go并不能保证先后顺序。目前的输出结果是1+2那个先执行了,把3写入d.ChanCb,然后把3读出来,继续读时,d.ChanCb里没有东西,阻塞了。然后1+1那个协程启动了,最后又读到了2。

现在把time.Sleep(time.Second)的注释解开,会是啥结果呢

这里执行到time.Sleep睡着了,上面两个d.Go仍然是不确定顺序的,但是会各自的function先执行掉,然后陆续把cb写入d.ChanCb。看这次输出,1+2先写进去的。所以最后执行d.Cb时,就把3先读出来了。然后d.ChanCb的长度为1,说明还有一个,就是输出2了。

另外,就是close时会判断g.pendingGo

这个例子的意思很明显,NewLinearContext这种方式,即使先调用的慢了半秒,它还是会先执行完。

这里先是用了一个list,加入的时候用mutexLinearGo锁了,都加到最后。然后新开协程去处理,读的时候从最前面开始读,也要用mutexLinearGo锁。执行的时候,也要上锁mutexExecution,确保f()执行完并且写入g.ChanCb回调,这个mutexExecution锁才会解除。现在可以改造一个带回调的例子:

结果说明,确实是2先被写入了d.ChanCb。