go channel 原理

大家或多或少的接触过了channel 了，我今天想学一下channel的数据结构。

我有的时候喜欢从一个对象提供的公共接口/功能来猜测这个对象的数据结构，那么今天我们来猜一猜channel。

1，channel可以存储数据，而且是先进先出，所以我猜测其中包含一个数组或者链表之类的用来保存数据。

2，channel可以多线程的读写，所以应该还有一个锁，来支持并发。

3，然后应该还会有一些 长度的属性。

4，close 一个closed的channel 会panic，所以有一个状态字段保存是否closed，比较科学。

5，保存数据的数组或者的链表应该是定长的，最起码应该有一个最大长度，不然的话，就可以一直无限写入channel，

 

 

大致的猜测结果有了，那我们来看一下channel是怎么定义的？

 

type hchan struct {
    qcount   uint           // total data in the queue
    dataqsiz uint           // size of the circular queue
    buf      unsafe.Pointer // points to an array of dataqsiz elements
    elemsize uint16
    closed   uint32
    elemtype *_type // element type
    sendx    uint   // send index
    recvx    uint   // receive index
    recvq    waitq  // list of recv waiters
    sendq    waitq  // list of send waiters

    // lock protects all fields in hchan, as well as several
    // fields in sudogs blocked on this channel.
    //
    // Do not change another G's status while holding this lock
    // (in particular, do not ready a G), as this can deadlock
    // with stack shrinking.
    lock mutex
}

可以看到，猜到的部分，基本正确。那我们现在来仔细说说这个结构。

 首先，我们定义一个channel

ch := make(chan int, 2)
当使用

<-ch
ch<- 的时候，就会使用mutex锁住这个ch。然后把数据从goruntine copy到 ch／把数据从ch copy到goruntine，最后释放锁。
这样就可以实现通过交流来共享内存。Do not communicate by sharing memory;instead,share memory by communicating。

当ch满了之后，继续使用ch<-，当前goruntine 会阻塞，
当ch空了之后，继续使用<-ch，当前goruntine 也会阻塞。

但是，当前goruntine被阻塞之后，什么时候会被唤醒呢？
但send 阻塞时，goruntine和send的值会被封装成sudog，放到sendq中等待，
当rev之后，这时候ch不在是满的，sendq 等待列表中的一个数据sudog取出来放到ch中，然后阻塞的goruntine被唤醒

type waitq struct {
   first *sudog
   last  *sudog
}


当ch为中的时候，继续send，也会阻塞，但是接着rev操作和上面略有不同
rev并不锁住ch，而是直接将数据copy给sendq列表中的一个，这样减少了部分锁，增加了效率，确实巧妙