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}