channel的实现机制
channel是Golang在语言层面提供的goroutine间的通信方式，比Unix管道更易用也更轻便。channel主要用于进程内各goroutine间通信，如果需要跨进程通信，建议使用分布式系统的方法来解决。
本章从源码角度分析channel的实现机制
数据结构
src/runtime/chan.go:hchan定义了channel的数据结构：
type hchan struct {
qcount uint // 当前队列中剩余元素个数
dataqsiz uint // 环形队列长度，即可以存放的元素个数
buf unsafe.Pointer // 环形队列指针
elemsize uint16 // 每个元素的大小
closed uint32 // 标识关闭状态
elemtype *_type // 元素类型
sendx uint // 队列下标，指示元素写入时存放到队列中的位置
recvx uint // 队列下标，指示元素从队列的该位置读出
recvq waitq // 等待读消息的goroutine队列
sendq waitq // 等待写消息的goroutine队列
lock mutex // 互斥锁，chan不允许并发读写
}环形队列
chan内部实现了一个环形队列作为其缓冲区，队列的长度是创建chan时指定的。
ch:=make(chan int,6)
//队列可看成定长数组队列arrry:=[6]int
//dataqsiz指示了队列长度为7，即可缓存7个元素；
//buf指向队列的内存，buf:=&array ,队列中还剩余元素；
//qcount表示队列中还有元素个数len(array)；
//sendx指示后续写入的数据存储的位置，取值[0, 6]；
//recvx指示从该位置读取数据, 取值[0, 6]；等待队列
从channel读数据，如果channel缓冲区为空或者没有缓冲区，当前goroutine会被阻塞。
向channel写数据，如果channel缓冲区已满或者没有缓冲区，当前goroutine会被阻塞。
被阻塞的goroutine将会挂在channel的等待队列中：
因读阻塞的goroutine会被向channel写入数据的goroutine唤醒；
因写阻塞的goroutine会被从channel读数据的goroutine唤醒；
注意，一般情况下recvq和sendq至少有一个为空。只有一个例外，那就是同一个goroutine使用select语句向channel一边写数据，一边读数据。
package main
import (
"fmt"
"time"
)
//循环添加0-9数字至channel中，并睡眠1秒
func addNumberToChan(chanName chan int) {
for {
for i := 0; i < 10; i++ {
chanName <- i
time.Sleep(1 * time.Second)
}
}
}
func main() {
//创建一个无缓存的channel
var chan1 = make(chan int)
//延时关闭channel，养成好习惯
defer close(chan1)
//一个协程负责添加数值
go addNumberToChan(chan1)
for {
select {
//若读channel不阻塞，打印结果
case e := <-chan1:
fmt.Printf("Get element from chan1: %d\n", e)
//channel阻塞，提醒并睡眠1秒
default:
fmt.Printf("No element in chan1.\n")
time.Sleep(1 * time.Second)
}
}
}打印结果：
No element in chan1.
Get element from chan1: 0
No element in chan1.
Get element from chan1: 1
No element in chan1.
Get element from chan1: 2
No element in chan1.
Get element from chan1: 3
No element in chan1.
Get element from chan1: 4
No element in chan1.
Get element from chan1: 5
No element in chan1.
Get element from chan1: 6
No element in chan1.
Get element from chan1: 7
No element in chan1.
Get element from chan1: 8
No element in chan1.
Get element from chan1: 9
No element in chan1.
...运行稳定之后会顺序输出排列数字
锁lock mutex
一个channel同时仅允许被一个goroutine读写
关闭channel
panic出现的常见场景还有：
- 关闭值为nil的channel
- 关闭已经被关闭的channel
- 向已经关闭的channel写数据
range
通过range可以持续从channel中读出数据，好像在遍历一个数组一样，当channel中没有数据时会阻塞当前goroutine，与读channel时阻塞处理机制一样。
package main
import (
"fmt"
"time"
)
func chanRange(chanName chan int) {
for e := range chanName {
fmt.Printf("Get element from chan: %d\n", e)
}
}
func addNumberToChan1(chanName chan int) {
for {
for i := 0; i < 10; i++ {
chanName <- i
}
time.Sleep(5 * time.Second)
}
}
func main() {
chan2 := make(chan int, 9)
defer close(chan2)
go addNumberToChan1(chan2)
chanRange(chan2)
}打印结果：
Get element from chan: 0
Get element from chan: 1
Get element from chan: 2
Get element from chan: 3
Get element from chan: 4
Get element from chan: 5
Get element from chan: 6
Get element from chan: 7
Get element from chan: 8
Get element from chan: 9
//每隔5秒
Get element from chan: 0
Get element from chan: 1
Get element from chan: 2
Get element from chan: 3
Get element from chan: 4
Get element from chan: 5
Get element from chan: 6
Get element from chan: 7
Get element from chan: 8
Get element from chan: 9
...参考文章：Go专家编程
