Go channel结构体源码和读写和关闭过程详解

目录

• 结构体源码
• 发送数据
• 接受数据
• 关闭channel

• 简而言之，channel维护了一个带指针的接受和发送的队列,其中包含mutex锁保证并发安全，数据类型，元素个数，元素大小，channel状态
• 然后读写操作，先看队列是否可以取出，然后看缓冲区，最后放入接受/发送队列
• 关闭就是唤醒所有goroutine然后将他们的标志位设为1，表示关闭，以后有人访问就是nil

结构体源码

type hchan struct {
    qcount   uint           // 当前队列中元素的数量
    dataqsiz uint           // 缓冲区大小，即可以缓存的元素数量
    buf      unsafe.Pointer // 指向队列的缓冲区
    elemsize uint16         // 每个元素的大小
    closed   uint32         // channel 是否已关闭的标志
    elemtype *_type         // channel 中元素的类型
    sendx    uint           // 下一次发送元素的位置
    recvx    uint           // 下一次接收元素的位置
    recvq    waitq          // 等待接收的 goroutine 队列
    sendq    waitq          // 等待发送的 goroutine 队列
    lock     mutex          // 用于保护 channel 的互斥锁
}

发送数据

当一个 goroutine 要向 channel 中发送数据时，它会执行 chansend 函数。

• 这个函数首先会对 channel 进行加锁，然后判断是否有等待接收的 goroutine
• 如果有，则直接将数据发送给它；否则，如果缓冲区未满，则将数据放入缓冲区，队列中元素数量加一；
• 如果队列已满，则将当前 goroutine 加入等待发送的 goroutine 队列中，并阻塞它，等待其他 goroutine 接收数据。

接受数据

当一个 goroutine 要从 channel 中接收数据时，它会执行 src/runtime/chan.go 中的 chanrecv 函数。

• 这个函数也会对 channel 进行加锁，然后判断是否有等待发送的 goroutine，如果有，则直接从它那里接收数据；
• 否则，如果缓冲区元素的数量大于 0，则从缓冲区中取出一个元素，并将队列中元素数量减一。
• 如果缓冲区为空，则将当前 goroutine 加入等待接收的 goroutine 队列中，并阻塞它，等待其他 goroutine 发送数据。

关闭channel

当一个 goroutine 要关闭 channel 时，它会执行 src/runtime/chan.go 中的 closechan 函数。

• 这个函数会对 channel 进行加锁，然后将 closed 标志置为 1，表示 channel 已经关闭。
• 然后遍历等待发送和等待接收的 goroutine 队列，将它们全部唤醒，并返回一个特殊的值来表示 channel 已经关闭。