go 八股文复习-1

常见数据结构&实现原理 – chan

chan是用来提供go协程间通信通道的工具，也是go高并发优势的重要组成部分，通过chan我们可以非常简单的实现协程之间的通信（只需要用 <- 写入用-> 读取）

chan 的数据结构

type hchan struct {
    qcount   uint           // 当前队列中剩余元素个数
    dataqsiz uint           // 环形队列长度，即可以存放的元素个数, 初始化时指定
    buf      unsafe.Pointer // 环形队列指针
    elemsize uint16         // 每个元素的大小,元素根据大小线性排布，后面根据offset取值
    // 关闭状态的chan是可读的，如果chan关闭 读取时没有内容，
    // 那么会直接返回nil,false（代表读取失败，<- 读到的是一个空指针），而不会阻塞，
    // 如果没有关闭，没有数据可以读取时会阻塞
    closed   uint32         // 标识关闭状态
    elemtype *_type         // 元素类型
    sendx    uint           // 队列下标，指示元素写入时存放到队列中的位置
    recvx    uint           // 队列下标，指示元素从队列的该位置读出
    // 如果一个协程在读chan,chan中没有数据，那么协程就会挂在这里, 等到有数据读时再唤醒
    // FIFO队列，先进先出
    recvq    waitq          // 等待读消息的goroutine队列
    sendq    waitq          // 等待写消息的goroutine队列
    lock mutex              // 互斥锁，chan不允许并发读写,所以chan是并发安全的
}

chan 中使用环形队列实现缓冲区(实际上就是在遍历最后一个后将索引指向第一个,实际上还是线性的)

chan的读写

向chan写入数据

如果recvq中有goroutine(G)等待，则将数据写入G并且唤醒G
如果recvq中没有等待的G,则尝试写入缓冲区，如果缓冲区也没有，则阻塞并挂在sendq上

在chan中读取数据

查看sendq不为空（说明有G阻塞在写入）

此时如果有缓冲区，那么应该先读缓冲区的，并且在sendq中取出一个G来写入数据（因为我们拿走了一个，所以现在缓冲区未满
此时如果没有缓冲区，那么我们直接在sendq中取一个G,并读取他的数据

如果sendq为空

尝试去缓冲区读数据
阻塞，并挂在recvq上

单向chan

实际上不存在单向chan,是在函数内做的约束,可以直接把一个chan当作只读/只写的chan传递

关闭chan

关闭chan时

唤醒所有的recvq,向所有的recvq中写入nil
唤醒所有的sendq,使他们panic

recvq和sendq一般不会同时有G

除此之外，panic出现的常见场景还有：

关闭值为nil的channel
关闭已经被关闭的channel
向已经关闭的channel写数据

select

select 可以同时监控多个chan,并不会阻塞，select支持向chan中写或者读取chan中的数据，如果碰巧写不进去(缓冲区满了)，读不到(没有数据),select不会阻塞，而是直接跳过
（后续select章节将会详细描述如何选择）

select 对case条目的处理是随即的，所以并不是在前面的case就会先触发。

range

使用range可以持续的读取chan中的数据，如果chan中没有数据，则阻塞

注意：如果向此channel写数据的G退出时，系统检测到这种情况后会panic，否则range将会永久阻塞。