通过一掉题目，抛砖引玉，了解一下channel和select的作用：

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func main() {
  c := make(chan int, 1)
  for done := false; !done; {
    select {
    default:
      print(1)
      done = true
    case <-c:
      print(2)
      c = nil
    case c <- 1:
      print(3)
    }
  }
}

结果输出为321

channel收发数据的机制

channel收发数据的机制如下表所示：

channel为以下四种状态时的操作 无缓冲区 已关闭 nil 空的 非空非满 满了
往channel发数据 阻塞 panic 阻塞 发送成功 发送成功 阻塞
从channel读数据 阻塞 先读完原有数据，再读到存储的元素类型的零值 阻塞 阻塞 接收成功 接收成功
关闭channel 关闭成功 painc panic 关闭成功 关闭成功 关闭成功
  • 管道没有缓冲区，从管道读数据会阻塞，直到有协程向管道中写入数据。同样，向管道写入数据也会阻塞，直到有协程从管道读取数据

select的运行机制

  • 选取一个可执行不阻塞的case分支，如果多个case分支都不阻塞，会随机算一个case分支执行，和case分支在代码里写的顺序没关系。
  • 如果所有case分支都阻塞，会进入default分支执行。
  • 如果没有default分支，那select会阻塞，直到有一个case分支不阻塞。

channel底层

channel源码如下：

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func makechan(t *chantype, size int) *hchan

// channel结构体
type hchan struct {
    qcount   uint           // 当前 channel 中存在多少个元素；
    dataqsiz uint           // 当前 channel 能存放的元素容量；
    buf      unsafe.Pointer // channel 中用于存放元素的环形缓冲区（环形数组）；
    elemsize uint16	// channel 元素类型的大小；
    closed   uint32	// 标识 channel 是否关闭；
    elemtype *_type // channel 元素类型；
    sendx    uint   // 发送元素进入环形缓冲区的 index；
    recvx    uint   // 接收元素所处的环形缓冲区的 index；
    recvq    waitq  // 因接收而陷入阻塞的协程队列；
    sendq    waitq  // 因发送而陷入阻塞的协程队列；

// lock protects all fields in hchan, as well as several
// fields in sudogs blocked on this channel.
//
// Do not change another G's status while holding this lock
// (in particular, do not ready a G), as this can deadlock
// with stack shrinking.
    lock mutex
}

// 阻塞的协程队列
type waitq struct {
    first *sudog	// 队列头部
    last  *sudog	// 队列尾部
}

// 用于包装协程的节点
type sudog struct {
    g *g	// 协程

    next *sudog // 队列中的下一个节点
    prev *sudog	// 队列中的前一个节点
    elem unsafe.Pointer // data element (may point to stack) ，读取/写入 channel 的数据的容器
    // ...
    c        *hchan // 标识与当前 sudog 交互的 chan
}

通过make函数来创建channel时，Go会调用运行时的makechan函数。

从上面的代码可以看出makechan返回的是指向channel的指针。

因此channel作为函数参数时，实参channel和形参channel都指向同一个channel结构体的内存空间，所以在函数内部对channel形参的修改对外部channel实参是可见的，反之亦然。

go-channel底层结构图

向 channel 写数据的流程： 如果等待接收队列 recvq 不为空，说明缓冲区中没有数据或者没有缓冲区，此时直接从 recvq 取出 G,并把数据写入，最后把该 G 唤醒，结束发送过程； 如果缓冲区中有空余位置，将数据写入缓冲区，结束发送过程； 如果缓冲区中没有空余位置，将待发送数据写入 G，将当前 G 加入 sendq，进入睡眠，等待被读 goroutine 唤醒；

向 channel 读数据的流程： 如果等待发送队列 sendq 不为空，且没有缓冲区，直接从 sendq 中取出 G，把 G 中数据读出，最后把 G 唤醒，结束读取过程； 如果等待发送队列 sendq 不为空，此时说明缓冲区已满，从缓冲区中首部读出数据，把 G 中数据写入缓冲区尾部，把 G 唤醒，结束读取过程； 如果缓冲区中有数据，则从缓冲区取出数据，结束读取过程；将当前 goroutine 加入 recvq，进入睡眠，等待被写 goroutine 唤醒；

读写流程总结：先从缓冲区buf中读写数据，再考虑是否从recvq或者sendq队列读写数据

使用场景： 消息传递、消息过滤，信号广播，事件订阅与广播，请求、响应转发，任务分发，结果汇总，并发控制，限流，同步与异步