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Golang中channel的实现怎样做,过程是什么
Admin发表于 2022-08-06 17:57:1961 次浏览
这篇文章给大家分享的是“Golang中channel的实现怎样做,过程是什么”,文中的讲解内容简单清晰,对大家学习和理解有一定的参考价值和帮助,有这方面学习需要的朋友,接下来就跟随小编一起学习一下“Golang中channel的实现怎样做,过程是什么”吧。




一.简介

channel是Go语言在语言级别提供的goroutine间的通信方式,可以使用channel在两个或多个goroutine之间传递消息。channel是进程内通信方式,因此通过channel传递对象的过程和调用函数时的参数传递行为比较一致,比如也可以传递指针。如果需要跨进程通信,建议使用分布式系统来解决,比如使用Socket或者HTTP等通信协议。

channel是类型相关的,也就是说,一个chennel只能传递一种类型的值,这个类型需要在声明channel时指定。注意,在GO语言中channel本身也是一个原生类型,与map之类的类型地位一样,因此channel本身在定义后也可以通过channel传递。

二.底层实现

2.1 hchan结构

type hchan struct {
   qcount   uint           // 队列中当前数据的个数
   dataqsiz uint           // size of the circular queue
   buf      unsafe.Pointer // 数据缓冲区,存放数据的环形数组
   elemsize uint16 // channel中数据类型的大小(单个元素的大小)
   closed   uint32 // 表示channel是否关闭标识位
   elemtype *_type // 队列中的元素类型
   sendx    uint   // 当前发送元素的索引
   recvx    uint   // 当前接收元素的索引
   recvq    waitq  // 接受等待队列,由recv行为(也就是<-ch)阻塞在channel上的goroutine队列
   sendq    waitq  // 发送等待队列, 由send行为(也就是ch<-)阻塞在channel上的goroutine队列
   //lock保护chann中的所有字段,以及在此通道上阻塞的sudoG中的几个字段。
   //保持此锁时不要更改另一个G状态(特别是没准备好G),因为这可能会因堆栈收缩而死锁
   lock mutex
}

//发送及接收队列的·1结构体
type waitq struct {
    first *sudog
    last  *sudog
}
  • qcount uint // 当前队列中剩余元素个数。
  • dataqsiz uint // 环形队列长度,即缓冲区的大小,即make(chan T,N),N。
  • buf unsafe.Pointer // 环形队列指针。
  • elemsize uint16 // 每个元素的大小。
  • closed uint32 // 表示当前通道是否处于关闭状态。创建通道后,该字段设置为0,即通道打开; 通过调用close将其设置为1,通道关闭。
  • elemtype *_type // 元素类型,用于数据传递过程中的赋值。
  • sendx uint 和 recvx uint是环形缓冲区的状态字段,它指示缓冲区的当前索引 - 支持数组,它可以从中发送数据和接收数据。
  • 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,为每个读写操作锁定通道,因为发送和接收必须是互斥操作。

2.2 创建过程

2.2.1 写入操作

1.创建带buffer的channel

2.向channel中写入数据

3.3 写入过程如下:

  • 锁定整个管道结构。
  • 确定写入,尝试从等会带队列等待goroutine,然后将元素直接写入goroutine。
  • 如果recvq为空,则确定缓冲区是否可用。如果可用,从当前goroutine复制数据到缓冲区。
  • 如果缓冲区已满,则要写入的元素将保存在当前正在执行的goroutine结构中,并且当前goroutine将在sendq中排队并从运行中挂起。
  • 写入完成释放锁。

2.2.2 读取过程

  • 先读取channel全局锁。
  • 尝试sendq从等待队列中获取等待的goroutine。
  • 如果有等待的goroutine,且有缓冲区(缓冲区已满),从缓冲区队首取出数据,再从sendq取出一个goroutine。将goroutine中数据存入buf对位,结束读取释放锁。
  • 如没有后等待的goroutine,且缓冲区有数据,直接读取缓冲区数据,解释读取释放锁。
  • 如果没有等待的goroutine,且没有缓冲或缓冲区域为空,将当前的goroutine加入denq排队,进入睡眠,等待被写goroutine唤醒。结束释放锁。

以上就是关于“Golang中channel的实现怎样做,过程是什么”的介绍了,感谢各位的阅读,希望文本对大家有所帮助。如果想要了解更多知识,欢迎关注群英网络,小编每天都会为大家更新不同的知识。

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标签: channel的实现
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