Golang channel的实现

本文是《Go专家编程》的阅读笔记

1. channel数据结构

从src/runtime/chan.go 中查看channel源码

type hchan struct {
    qcount   uint // 当前队列剩余的元素个数
    dataqsiz uint // 环形队列长度，即环形队列可存放的元素个数
    buf      unsafe.Pointer // 环形队列指针
    elemsize uint16 // 元素类型大小
    closed   uint32 // channel关闭标识
    elemtype *_type // 元素类型
    sendx    uint // 入队下标，指示元素写入时在队列的存放位置
    recvx    uint // 出队下标，指示队列元素的读取位置
    recvq    waitq // 等待读取消息的goroutine队列
    sendq    waitq // 等待写入消息的goroutine队列
    lock     mutex // 互斥锁，保证并发安全
}

3. channel读写

3.2 向channel写数据

写入过程做了以下事情：

• 判断是否有等待接收的goroutine；有，从recvq中取出一个G，将要发送的数据写入G，然后唤醒G，结束发送。
• recvq为空，判断缓冲区中是否有空位；有，将要发送的数据写入到缓冲区，结束发送。
• 缓冲区中没有空位，将当前goroutine加入到sendq队列中，等待唤醒；被唤醒，说明数据已被取走，结束发送。

3.2 向channel读数据

读取过程做了以下事情：

• 判断有无等待发送的goroutine；有，判断有无缓冲区；有，从缓冲区取出一个元素，从sendq中取出一个G，将G中数据写入到缓冲区，唤醒G，结束接收。
• 无缓冲区，从sendq中取出一个G，取出G中的数据，唤醒G，结束接收。
• sendq为空，判断缓冲区中是否还有元素；有，从缓冲区取出一个元素，结束接收。
• 缓冲区无元素，将当前goroutine加入到recvq队列中，等待唤醒；被唤醒，说明数据已写入，结束接收。

channel读取过程的疑问解决：

在有缓冲区的情况下，从buf队首取出一个元素，从sendq取出一个G，G中的数据写入buf队尾，此时G中没有数据，需要唤醒让它结束，实际数据我们是从buf中获取的。