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Go 语言学习笔记之通道 Channel

大家好，我是码农先森。

概念

Go 语言中的通道（channel）是用来在 Go 协程之间传递数据的一种通信机制。

通道可以避免多个协程直接共享内存，避免数据竞争和锁的使用，从而简化了并发程序的实现。

通道有以下特点：

• 通过 make 函数创建，指定通道中传输的数据类型。
• 如果指定通道容量，则在发送数据时不会阻塞执行。
• 通道可以是单向或双向的，用于限制通道的发送或接收操作。
• 使用 <- 操作符来发送和接收数据。
• 发送数据时会阻塞直到有协程接收数据，接收数据时也会阻塞直到有协程发送数据。
• 可以使用 close 函数关闭通道，通知接收方数据已经发送完成。
• 通道可以用于实现数据同步和协程之间的协作。

select 语句

select 语句是专门为通道而设计的，它可以包含若干个候选分支，每个分支中的 case 表达式都会包含针对某个通道的发送或接收操作。

当 select 语句被执行时，它会根据一套分支选择规则选中某一个分支并执行其中的代码。

如果所有的候选分支都没有被选中，那么默认分支就会被执行。注意，发送和接收操作的阻塞是分支选择规则的一个很重要的依据。

通道用法

普通用法

创建一个通道 ch，用于传输整数类型的数据。然后启动一个协程向通道发送数据，发送完毕后关闭通道。

主协程通过 range 循环从通道接收数据，并打印出接收到的数据。当通道被关闭后，循环会结束。

package mainimport "fmt"func main() {// 创建一个通道，用于传输整数类型的数据ch := make(chan int)// 启动一个协程向通道发送数据go func() {for i := 1; i <= 5; i++ {ch <- i // 发送数据到通道}close(ch) // 关闭通道}()// 主协程从通道接收数据for num := range ch {fmt.Println("Received:", num)}
}

结合 Select 语句

创建两个通道 ch1 和 ch2，分别用于传输字符串类型的数据。然后启动两个协程，一个向 ch1 发送 Hello 消息，另一个向 ch2 发送 World 消息，发送间隔分别为 1 秒和 2 秒。

主协程通过 select 不断监听 ch1 和 ch2，一旦其中一个通道有数据就绪，就执行相应的代码块打印接收到的消息。通过 select，我们可以同时处理多个通道的数据交互

package mainimport ("fmt""time"
)func main() {ch1 := make(chan string)ch2 := make(chan string)// 协程1，每隔1秒向 ch1 发送 "Hello"go func() {for {time.Sleep(1 * time.Second)ch1 <- "Hello"}}()// 协程2，每隔2秒向 ch2 发送 "World"go func() {for {time.Sleep(2 * time.Second)ch2 <- "World"}}()// 主协程通过 select 从 ch1 和 ch2 中接收数据for {select {case msg1 := <-ch1:fmt.Println("From ch1:", msg1)case msg2 := <-ch2:fmt.Println("From ch2:", msg2)}}
}

总结

一个通道相当于一个先进先出FIFO的队列。通道中的各个元素值都是严格地按照发送的顺序排列的，先被发送通道的元素值一定会先被接收。元素值的发送和接收都需要用到操作符 <-。

通道避免了多个协程直接共享内存而导致的数据竞争问题，保证了数据的并发安全。通道让不同协程之间可以通过数据传递进行通信，而不用直接关心对方的具体实现细节。

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