channel

Go Channel

并发执行中，想要让 goroutine 互相通信，通常会共享某些状态；但共享内存容易引发竞态条件，所以往往需要加锁，性能也会受影响。

Go 更提倡：通过通信来共享内存，而不是通过共享内存来实现通信。channel 就是 goroutine 之间「安全地传值 + 同步」的工具。

ch := make(chan int) // 创建 channel（无缓冲）
ch := make(chan T, N) // 创建 channel（有缓冲）
ch <- 1              // 发送
x := <-ch            // 接收
close(ch)            // 关闭

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什么时候会被用到

1. 数据传递：两个协程之间传数据
2. 事件通知：等待某个任务完成
3. 生产者 / 消费者：是持续的，不是一次；生产、消费速度可能不一样
4. 限制并发数

sem := make(chan struct{}, 3)

for i := 0; i < 10; i++ {
    sem <- struct{}{} // acquire
    go func(i int) {
        defer func() { <-sem }() // release
        fmt.Println(i)
        time.Sleep(time.Second)
    }(i)
}

5. 多路复用与超时控制

ticker := time.NewTicker(time.Second)
defer ticker.Stop()

for {
    select {
    case <-ticker.C:
        fmt.Println("tick")
    case <-quit:
        return
    }
}

6. 任务取消：用"关闭一个 channel"来把取消通知广播给一堆正在工作的 goroutine

done := make(chan struct{}) // 取消信号

go func() {
    for {
        select {
        case <-done:
            return // 收到取消：立刻退出
        default:
            // 做自己的工作
        }
    }
}()

Channel数据结构

可以把 channel 想成一个"带缓冲的传送带"：

• buf数组：如果 channel 有缓冲，它就是传送带本体（满了/空了就会影响发送/接收能不能立刻完成）。
• 读写位置：通过 sendx/recvx 这些指针在传送带上"循环走"（走到头会绕回去）。
• lock：每次操作通道内部状态（比如改指针、改计数）前先加锁，防止并发把结构弄乱。
• 等待队列：当"送不进去/拿不到货"时，就把等着的人挂到 sendq/recvq 里；每个等待者用 sudog 这个小包表示。
• closed：通道有没有被关闭（关闭后发送会 panic，接收则通过 ok=false 告诉你没数据了）。

发送（ch <- x）

值要么立刻送到"正在等接收的人手里"，要么塞进"缓冲区的传送带"，不行就只能等到有机会了。

1. 先判断通道是否已经关闭：如果 ch 已关闭，你继续发送就会立刻 panic。
2. 通道没关之后，再看有没有接收者在门口等（等待队列 recvq）：
   • 有：直接把值交给接收者（跳过 buf），并唤醒对方。
   • 没有：再看缓冲区有没有空位（没满的话就能塞进去）。
3. 最后才区分"非阻塞"还是"阻塞"：
   • 非阻塞（select + default）：如果此刻明显发不出去（例如通道满了、或无法立刻完成），就直接返回"失败"，让 select 走 default，不会把当前 goroutine 挂起、也尽量不去抢锁。
   • 阻塞：如果你允许等（没有 default 兜底），而且确实发不出去，就把当前 goroutine 打包成 sudog，挂到 sendq 上，然后 gopark 睡觉；等接收者来取货，再被唤醒继续把值送出去。

// 非阻塞：如果发送此刻做不到，就直接走 default（不会卡住）
select {
case ch <- 1:
    // 发送成功（立刻完成）
default:
    // 发送此刻不行：走 default，不会阻塞
}

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接收（x := <-ch）

值要么来自"正在等着发送的人"，要么来自"缓冲区的传送带"；如果两边都没有货，就看你是否允许阻塞。

1. 先看有没有等待发送者（队列 sendq）：
   • 有：直接从发送者手里拿值（跳过 buf），然后唤醒发送者。
   • 没有：再看缓冲区有没有数据（buf 里是否有货）。
2. 有货：从 buf 头部取出，并更新读指针。
3. 没货：
   • 非阻塞（select + default）：立刻返回"接不到"，让 select 走 default。
   • 阻塞：把当前 goroutine 打包成 sudog，挂进 recvq，然后 gopark 睡觉；等有发送者来送值，或通道关闭后再被唤醒。

接收不会 panic。你写 v, ok := <-ch 时：

1. ok == true：确实收到了值
2. ok == false：通道已关闭，并且此刻没有更多数据可读了（缓冲里有数据会先读完，读完后才 ok=false）

v, ok := <-ch
if !ok {
    // 通道已关闭，且没有更多数据可读了
}
_ = v

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阻塞 / panic 的典型情况（快速判定）

1. 阻塞
   • 在 nil channel 上发送和接收，并且没有select+default，就会进入阻塞流程：
   • 发送：源码会先确认通道没关闭，然后如果门口没有等待接收者（recvq 没人），同时缓冲条件也不满足（无缓冲等价于"没人接收"，有缓冲则是 buf 满了），就阻塞。
   • 接收：同理，如果此刻拿不到（门口没有等待发送者：sendq 为空，且缓冲里也没有数据：buf 为空），就阻塞
2. panic
   • panic 主要发生在"向已关闭通道发送"的场景里：当你执行 ch <- x 时，源码会在加锁后检查 c.closed != 0，如果发现通道已经关闭，就直接 panic("send on closed channel")，不会走等待队列。
   • 关闭未初始化的channel，关闭已关闭的通道也会panic