chan数据结构与理解

关于对 channel 的理解，我们先看看 channel 的数据结构是怎样的吧

type hchan struct {
    2. qcount uint // 当前队列中剩余元素个数 
    3. dataqsiz uint // 环形队列长度，即可以存放的元素个数
    4. buf unsafe.Pointer // 环形队列指针
    5. elemsize uint16// 每个元素的大小
    6. closed uint32 // 标识关闭状态 
    7. elemtype *_type // 元素类型 
    8. sendx uint // 队列下标，指示元素写入时存放到队列中的位置 
    9. recvx uint // 队列下标，指示元素从队列的该位置读出 
    10. recvq waitq // 等待读消息的goroutine队列
    11. sendq waitq // 等待写消息的goroutine队列 
    12. lock mutex // 互斥锁，chan不允许并发读写 13.
}

从上面的 channel 数据结构可以看出 channel 由队列、类型信息、goroutine 等待队列组成。
可以看出 chan 内部实现了一个环形队列作为其缓冲区，队列的长度是创建 chan 时指定的。

chan数据结构与理解
看一下上面这张图可以这样理解:

dataqsiz 指定了队列长度为 6，说明 chan 可缓存 6 个元素；
buf 指向队列的内存，队列中还剩下两个元素；
qcount 表示队列中还有两个元素；
sendx 指示后续写入的数据存储的位置，取值 (0,6);
recvx 指示从该位置读取数据，取值 [0, 6)；

channel 会在以下情况将 goroutine 堵塞:

从 channel 读数据，如果 channel 缓冲区为空或者没有缓冲区，当前 goroutine 会被阻塞。
向 channel 写数据，如果 channel 缓冲区已满或者没有缓冲区，当前 goroutine 会被阻塞。
被阻塞的 goroutine 将会挂在 channel 的等待队列中

被 channel 堵塞的 goroutine 如何唤醒:

因读阻塞的 goroutine 会被向 channel 写入数据的 goroutine 唤醒；
因写阻塞的 goroutine 会被从 channel 读数据的 goroutine 唤醒；
上图展示了一个没有缓冲区的 channel，有几个 goroutine 阻塞等待读数据
需要特别注意的是一般情况下 recvq 和 sendq 至少有一个为空。只有一个例外，那就是同一个 goroutine 使用 select 语句向 channel 一边写数据，一边读数据

channel 的类型限制

一个 channel 只能传递一种类型的值，类型信息存储在 hchan 数据结构中。
elemtype 代表类型，用于数据传递过程中的赋值；
elemsize 代表类型大小，用于在 buf 中定位元素位置；

channel 锁机制

这个很好理解，一个 channel 同时仅允许被一个 goroutine 读写

创建 channel 的过程实际上是初始化 hchan 结构。其中类型信息和缓冲区长度由 make 语句传入，buf 的大小则与元素大小和缓冲区长度共同决定，以下代码演示了如何创建一个伪 channel:

func makechan(t *chantype, size int) *hchan { 
    2. var c *hchan 
    3. c = new(hchan) 
    4. c.buf = malloc(元素类型大小*size) 
    5. c.elemsize = 元素类型大小 
    6. c.elemtype = 元素类型 
    7. c.dataqsiz = size
    8. return c}