第深入理解golangchan的使用目錄前言見(jiàn)真身結(jié)構(gòu)體發(fā)送數(shù)據(jù)接收數(shù)據(jù)上手定義發(fā)送與接收

前言

之前在看golang多線程通信的時(shí)候,看到了go的管道.當(dāng)時(shí)就覺(jué)得這玩意很神奇,因?yàn)橹敖佑|過(guò)的不管是php,java,Python,js,c等等,都沒(méi)有這玩意,第一次見(jiàn)面,難免勾起我的好奇心.所以就想著看一看它具體是什么東西.很明顯,管道是go實(shí)現(xiàn)在語(yǔ)言層面的功能,所以我以為需要去翻他的源碼了.雖然最終沒(méi)有翻到C的層次,不過(guò)還是受益匪淺.

見(jiàn)真身

結(jié)構(gòu)體

要想知道他是什么東西,沒(méi)什么比直接看他的定義更加直接的了.但是其定義在哪里么去哪里找呢還記得我們是如何創(chuàng)建chan的么make方法.但是當(dāng)我找過(guò)去的時(shí)候,發(fā)現(xiàn)make方法只是一個(gè)函數(shù)的聲明.

這,還是沒(méi)有函數(shù)的具體實(shí)現(xiàn)啊.匯編看一下.編寫以下內(nèi)容:

packagemain

funcmain(){

_=make(chanint)

}

執(zhí)行命令:

gotoolcompile-N-l-Smain.go

雖然匯編咱看不懂,但是其中有一行還是引起了我的注意.

make調(diào)用了runtime.makechan.漂亮,就找他.

找到他了,是hchan指針對(duì)象.整理了一下對(duì)象的字段(不過(guò)人家自己也有注釋的):

//其內(nèi)部維護(hù)了一個(gè)循環(huán)隊(duì)列(數(shù)組),用于管理發(fā)送與接收的緩存數(shù)據(jù).

typehchanstruct{

//隊(duì)列中元素個(gè)數(shù)

qcountuint

//隊(duì)列的大小(數(shù)組長(zhǎng)度)

dataqsizuint

//指向底層的緩存隊(duì)列,是一個(gè)可以指向任意類型的指針.

bufunsafe.Pointer

//管道每個(gè)元素的大小

elemsizeuint16

//是否被關(guān)閉了

closeduint32

//管道的元素類型

elemtype*_type

//當(dāng)前可以發(fā)送的元素索引(隊(duì)尾)

sendxuint

//當(dāng)前可以接收的元素索引(隊(duì)首)

recvxuint

//當(dāng)前等待接收數(shù)據(jù)的goroutine隊(duì)列

recvqwaitq

//當(dāng)前等待發(fā)送數(shù)據(jù)的goroutine隊(duì)列

sendqwaitq

//鎖,用來(lái)保證管道的每個(gè)操作都是原子性的.

lockmutex

}

可以看的出來(lái),管道簡(jiǎn)單說(shuō)就是一個(gè)隊(duì)列加一把鎖.

發(fā)送數(shù)據(jù)

依舊使用剛才的方法分析,發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)調(diào)用了runtime.chansend1函數(shù).其實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單易懂:

然后查看真正實(shí)現(xiàn),函數(shù)步驟如下(個(gè)人理解,有一些test使用的代碼被我刪掉了.):

funcchansend(c*hchan,epunsafe.Pointer,blockbool,callerpcuintptr)bool{

//異常處理,若管道指針為空

ifc==nil{

if!block{

returnfalse

gopark(nil,nil,waitReasonChanSendNilChan,traceEvGoStop,2)

throw("unreachable")

//常量判斷,恒為false,應(yīng)該是開(kāi)發(fā)時(shí)調(diào)試用的.

ifdebugChan{

print("chansend:chan=",c,"\n")

//常量,恒為false,沒(méi)看懂這個(gè)判斷

ifraceenabled{

racereadpc(c.raceaddr(),callerpc,funcPC(chansend))

//若當(dāng)前操作不阻塞,且管道還沒(méi)有關(guān)閉時(shí)判斷

//當(dāng)前隊(duì)列容量為0且沒(méi)有等待接收數(shù)據(jù)的或當(dāng)前隊(duì)列容量不為0且隊(duì)列已滿

//那么問(wèn)題來(lái)了,什么時(shí)候不加鎖呢select的時(shí)候.可以在不阻塞的時(shí)候快速返回

if!blockc.closed==0((c.dataqsiz==0c.recvq.first==nil)||

(c.dataqsiz0c.qcount==c.dataqsiz)){

returnfalse

//上鎖,保證操作的原子性

lock(c.lock)

//若管道已經(jīng)關(guān)閉,報(bào)錯(cuò)

ifc.closed!=0{

unlock(c.lock)

panic(plainError("sendonclosedchannel"))

//從接受者隊(duì)列獲取一個(gè)接受者,若存在,數(shù)據(jù)直接發(fā)送,不走緩存,提高效率

ifsg:=c.recvq.dequeue();sg!=nil{

send(c,sg,ep,func(){unlock(c.lock)},3)

returntrue

//若緩存為滿,則將數(shù)據(jù)放到緩存中排隊(duì)

ifc.qcountc.dataqsiz{

//取出對(duì)尾的地址

qp:=chanbuf(c,c.sendx)

//將ep的內(nèi)容拷貝到ap地址

typedmemmove(c.elemtype,qp,ep)

//更新隊(duì)尾索引

c.sendx++

ifc.sendx==c.dataqsiz{

c.sendx=0

c.qcount++

unlock(c.lock)

returntrue

//若當(dāng)前不阻塞,直接返回

if!block{

unlock(c.lock)

returnfalse

//當(dāng)走到這里,說(shuō)明數(shù)據(jù)沒(méi)有成功發(fā)送,且需要阻塞等待.

//以下代碼沒(méi)看懂,不過(guò)可以肯定的是,其操作為阻塞當(dāng)前協(xié)程,等待發(fā)送數(shù)據(jù)

gp:=getg()

mysg:=acquireSudog()

mysg.releasetime=0

ift0!=0{

mysg.releasetime=-1

mysg.elem=ep

mysg.waitlink=nil

mysg.g=gp

mysg.isSelect=false

mysg.c=c

gp.waiting=mysg

gp.param=nil

c.sendq.enqueue(mysg)

gopark(chanparkcommit,unsafe.Pointer(c.lock),waitReasonChanSend,traceEvGoBlockSend,2)

KeepAlive(ep)

ifmysg!=gp.waiting{

throw("Gwaitinglistiscorrupted")

gp.waiting=nil

gp.activeStackChans=false

ifgp.param==nil{

ifc.closed==0{

throw("chansend:spuriouswakeup")

panic(plainError("sendonclosedchannel"))

gp.param=nil

ifmysg.releasetime0{

blockevent(mysg.releasetime-t0,2)

mysg.c=nil

releaseSudog(mysg)

returntrue

}

雖然最終阻塞的地方?jīng)]看太明白,不過(guò)發(fā)送數(shù)據(jù)的大體流程很清楚:

若無(wú)需阻塞且不能發(fā)送數(shù)據(jù),返回失敗若存在接收者,直接發(fā)送數(shù)據(jù)若存在緩存,將數(shù)據(jù)放到緩存中若無(wú)需阻塞,返回失敗阻塞等待發(fā)送數(shù)據(jù)

其中不加鎖的操作,在看到selectnbsend函數(shù)的注釋時(shí)如下:

//compilerimplements

//select{

//casec-v:

//...foo

//default:

//...bar

//as

//ifselectnbsend(c,v){

//...foo

//}else{

//...bar

funcselectnbsend(c*hchan,elemunsafe.Pointer)(selectedbool){

returnchansend(c,elem,false,getcallerpc())

}

看這意思,select關(guān)鍵字有點(diǎn)類似于語(yǔ)法糖,其內(nèi)部會(huì)轉(zhuǎn)換成調(diào)用selectnbsend函數(shù)的簡(jiǎn)單if判斷.

接收數(shù)據(jù)

至于接收數(shù)據(jù)的方法,其內(nèi)部實(shí)現(xiàn)與發(fā)送大同小異.runtime.chanrecv方法.

源碼簡(jiǎn)單看了一下,雖理解不深,但對(duì)channel也有了大體的認(rèn)識(shí).

上手

簡(jiǎn)單對(duì)channel的使用總結(jié)一下.

定義

//創(chuàng)建普通的管道類型,非緩沖

a:=make(chanint)

//創(chuàng)建緩沖區(qū)大小為10的管道

b:=make(chanint,10)

//創(chuàng)建只用來(lái)發(fā)送的管道

c:=make(chan-int)

//創(chuàng)建只用來(lái)接收的管道

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