Go SDK/src/runtime/chan.go

  1. type hchan struct {
  2.     qcount   uint               // 环形队列中剩余元素个数
  3.     dataqsiz uint               // 环形队列长度，make函数指定的缓冲区容量
  4.     buf      unsafe.Pointer     // 指向环形队列的指针
  5.     elemsize uint16                // 队列内每个元素的大小
  6.     closed   uint32                // 通道的关闭标识位
  7.     elemtype *_type                // 队列内元素类型
  8.     sendx    uint               // 环形队列下标，指示元素写入时存放到队列中的位置
  9.     recvx    uint                // 环形队列下标，指示下一个读取的元素的位置
  10.     recvq    waitq                // 等待读取元素的goroutine队列（双向链表）
  11.     sendq    waitq                // 等待写入元素的goroutine队列（双向链表）
  12.     lock mutex                    // 互斥锁，channel不允许并发读写
  13. }

特性

  1. 无缓冲区通道
    1. 在没有等待的读操作时，写操作会阻塞当前协程；
    2. 在没有等待的写操作时，读操作会阻塞当前协程；
    3. 从已经close的无缓冲通道读数据时，返回通道类型的零值；
  2. 有缓冲区通道
    1. 通道已满时，写操作会阻塞当前协程；
    2. 通道为空时，读操作会阻塞当前协程；
    3. 通道未满且不为空时，读和写都不会阻塞当前协程；
    4. 从已经close的有缓冲通道读取数据时，若通道内存在未读取数据则返回该数据，否则返回通道类型的零值；
  3. channel为nil时，读写操作都会阻塞当前协程；
  4. 向已经关闭的channel写数据时，会引发panic异常；

  5. 重复关闭channel或关闭为nil的channel时，会引发panic异常；

    存储结构

    image.png

    向channel写数据

  6. 如果等待读取队列recvq不为空，说明channel没有缓冲区或缓冲区中没有数据，此时直接从recvq中取出一个G，数据写入并唤醒这个G后，结束当前操作；

  7. 如果缓冲区中存在空余位置，将数据写入缓冲区后结束当前操作；
  8. 如果缓冲区中没有空余位置且recvq为空，创建sudog并将当前G和数据放入sudog，将sudog放入sendq后当前G进入睡眠，等待被读操作唤醒；

image.png

向channel读数据

  1. 如果channel无缓冲区且等待写入队列sendq不为空，直接从sendq中取出sudog，从sudog中读出数据后将sudog中的G唤醒，结束当前操作；
  2. 缓冲区中有数据且写入队列sendq不为空时，先从buf[recvx]处读取数据，在从sendq中取出sudog，将sudog中的数据写入buf[sendx]后唤醒sudog中的G，结束当前操作；
  3. 缓冲区中有数据且写入队列sendq为空时，从buf[recvx]处读取数据，结束当前操作；
  4. 缓冲区中无数据时，创建sudog并将当前G放入sudog中，将sudog放入sendq后当前G进入睡眠，等待被写操作唤醒；

image.png

关闭channel

  1. 关闭channel时，会把等待读取队列recvq中的G全部唤醒，并写入通道类型的零值；
  2. 关闭channel时，会把等待写入队列sendq中的G全部唤醒，但这些G会引发panic异常；