Go Channel
最后修改时间：2025 年 5 月 3 日
在本文中，我们将展示如何在 Golang 中使用 channels。
一个 goroutine 是 Go 中的一个轻量级执行线程，能够实现函数的并发执行。与传统线程不同，goroutine 非常高效且开销极小，这使得它们非常适合处理并发任务，而不会造成过度的资源消耗。
Goroutines 独立运行，但共享相同的地址空间，这允许它们之间进行高效的通信。由于它们与其他正在运行的代码并行执行，因此它们使开发人员能够同时执行多个操作，例如处理请求、处理 I/O 操作或管理后台计算。
为了实现 goroutines 之间安全同步的通信，Go 提供了 channels。Channels 作为数据交换的管道，允许 goroutines 以结构化的方式发送和接收信息。通过使用 channels，开发人员可以协调执行、防止竞态条件，并确保并发函数之间平滑的数据传输。
通过 goroutines 和 channels 的组合，Go 实现了高效的并发管理，使其成为处理可伸缩、高性能应用程序的强大语言。
Channel 函数和运算符
在本节中，我们将介绍与 channels 相关的函数和运算符。
c := make(chan int)
Channel 使用 make 函数和 chan 关键字创建。Channel 会被赋予一个类型。
<- 运算符用于读取 channel 和写入 channel。
c <- v
这行代码将一个值写入 channel。
<- c
这行代码从 channel 读取一个值。
close(c)
Channel 使用 close 函数关闭。
for e := range(c) {
fmt.Println(e)
}
我们可以使用 range 遍历从 channel 发送的值。
len(c)
len 函数返回已成功发送到 channel 但尚未取出的元素的数量。
单向 Channels
默认情况下，channels 是双向的。它们都可以用于发送和接收数据。
rc chan<- int
将箭头运算符放在 chan 关键字的右侧，我们创建了一个只能接收的 channel。
wc <-chan int
将箭头运算符放在 chan 关键字的左侧，我们创建了一个只能发送的 channel。
Go Channel 简单示例
以下是一个使用 channel 的简单示例。
package main
import "fmt"
func main() {
c := make(chan string)
go func() {
c <- "an old falcon"
}()
msg := <-c
fmt.Println(msg)
}
在程序中，我们有两个 goroutines。一个使用 go 关键字创建；主函数也是一个 goroutine。
c := make(chan string)
我们创建一个 string 类型的 channel。
go func() {
c <- "an old falcon"
}()
在匿名的 goroutine 中，我们将一个 string 消息发送到 channel。
msg := <-c
在主 goroutine 中，我们从 channel 读取值。
$ go run main.go an old falcon
Go Channel 死锁
当代码在使用 channel 时被阻塞时，就会发生 channel 死锁。当我们尝试从一个打开的空 channel 读取，或者尝试向一个打开的满 channel 写入时，channel 就会被阻塞。
package main
import "fmt"
func main() {
c := make(chan string)
c <- "an old falcon"
msg := <-c
fmt.Println(msg)
}
此程序以死锁结束。
c <- "an old falcon"
我们将一个值写入 channel。channel 会阻塞并等待直到它被清空。因此，读取 channel 并清空它的那一行代码将无法到达。这种情况会导致死锁。
$ go run main.go fatal error: all goroutines are asleep - deadlock! ...
Go Channel Range
我们可以使用 range 关键字遍历发送到 channel 的数据。
package main
import (
"fmt"
"time"
)
func main() {
c := make(chan string)
go hello("Martin", c)
for msg := range c {
fmt.Println(msg)
}
}
func hello(name string, c chan string) {
for i := 0; i < 5; i++ {
msg := fmt.Sprintf("Hello %s!", name)
c <- msg
time.Sleep(time.Millisecond * 500)
}
close(c)
}
在程序中，我们将五个消息发送到一个 channel。
go hello("Martin", c)
使用 go 创建一个 hello goroutine。我们将 channel 作为参数传递。
for msg := range c {
fmt.Println(msg)
}
使用 range 关键字，我们遍历消息并将其打印到控制台。
func hello(name string, c chan string) {
for i := 0; i < 5; i++ {
msg := fmt.Sprintf("Hello %s!", name)
c <- msg
time.Sleep(time.Millisecond * 500)
}
close(c)
}
在 hello 函数中，我们创建了五个消息并通过 channel 发送给 main goroutine。当 goroutine 完成后，我们使用 close 关闭 channel。
$ go run main.go Hello Martin! Hello Martin! Hello Martin! Hello Martin! Hello Martin!
单向 Channel 示例
在以下示例中，我们使用单向 channels。
package main
import "fmt"
func main() {
c1 := make(chan int)
c2 := make(chan int)
go power(c2, c1)
go power(c2, c1)
go power(c2, c1)
c2 <- 2
fmt.Println(<-c1)
c2 <- 4
fmt.Println(<-c1)
c2 <- 5
fmt.Println(<-c1)
}
func power(wc <-chan int, rc chan<- int) {
num := <-wc
res := num * num
rc <- res
}
在程序中，我们有一个 power 函数，它接受一个只写 wc channel 和一个只读 rc channel。
$ go run main.go 4 16 25
来源
The Go Programming Language Specification
在本文中，我们学习了 Go channels。