Go語言中的Channel介紹與使用

16th鐵人賽

c8763yee

團隊NUTC imac

2024-09-24 12:40:32

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Day16. Go語言中的Channel介紹與使用

今天來講Channel是Go語言中的一個重要概念，它是用來在不同的goroutine之間傳遞數據的一種方式(類似於Unix中的管道)，這使得Go語言在處理併發任務時非常優雅和高效

前言

在Go語言中，Channel是一個引用類型，需要使用make()函數來初始化。否則沒有初始化的Channel是nil。Channel通道中的數據是按照先進先出(FIFO)的原則進行傳遞的。
當對Channel進行資料讀取或寫入時，會阻塞當前的goroutine，然後把執行環境交給另一個 goroutine，直到 channel 有進有出後才會回到該 goroutine 作用環境。以確保資料的正確性。且因此我們可以不用額外的同步機制來保證資料的正確性。

Channel的使用

宣告Channel

// read only channel
var chronly <-chan int

// write only channel
var chwrite chan<- int

// read and write channel
var ch chan int

// make a channel
ch := make(chan int)
chBuffered := make(chan int, 10) // buffered channel with capacity 10

可以注意到，對於只能寫入或讀取的Channel宣告，我們可以透過箭頭指向哪裡來分辨是寫入還是讀取的Channel，從chan指到變數表示這是一個唯讀Channel，從類別指到chan表示這是一個唯寫Channel
而對於Buffer Channel(在make時有指定容量)，當Channel滿了時，寫入操作會被阻塞，直到有空間可以寫入，當Channel為空時，讀取操作會被阻塞，直到有數據可以讀取，因此可以用來確保goroutine完成後再繼續執行
如果你在同一個goroutine中寫入超過Channel的容量，會導致deadlock

Channel的使用

我們一樣可以透過箭頭來指定寫入或讀取的Channel，簡單來說, 從Channel指出來的箭頭表示讀取，指向Channel的箭頭表示寫入

ch := make(chan int)
go func() {
    ch <- 1 // write to channel
}()

go func() {
    fmt.Println(<-ch) // read from channel
}()

func readFromChannel(ch <-chan int) {
    fmt.Println(<-ch) // read from channel
}

如果確定沒有要繼續寫入資料到Channel，可以使用close(ch)函數來關閉Channel，這樣可以避免deadlock。關閉後可以繼續讀取Channel中的資料，但是無法再寫入資料到Channel

ch := make(chan int)
go func() {
    ch <- 1 // write to channel
    close(ch)
}()

檢查Channel是否關閉

可以使用v, ok := <-ch來檢查Channel是否已經關閉，如果Channel已經關閉時, ok會返回false

ch := make(chan int)
go func() {
    ch <- 1 // write to channel
    close(ch)
}()

for {
    v, ok := <-ch
    if !ok {
        break
    }
    fmt.Println(v)
}

你甚至可以使用range來輸出Channel中的所有資料，因為在range中的Channel會自動檢查Channel是否已經關閉，並且在Channel關閉後自動退出迴圈

ch := make(chan int)
go func() {
    ch <- 1 // write to channel
    ch <- 2 // write to channel
    close(ch)
}()

for v := range ch {
    fmt.Println(v)
}

那麼今天的文章就到這告一段落，如果我的文章有任何地方有錯誤請在留言區反應
明天將會介紹Go語言的select語句及其在非同步中的應用，你可以把它想像成switch case的非同步版本
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