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Go语言无缓冲的通道的使用

作者：C语言中文网

Go语言中无缓冲的通道是指在接收前没有能力保存任何值的通道,本文主要介绍了Go语言无缓冲的通道的使用,具有一定的参考价值,感兴趣的可以了解一下

Go语言中无缓冲的通道（unbuffered channel）是指在接收前没有能力保存任何值的通道。这种类型的通道要求发送 goroutine 和接收 goroutine 同时准备好，才能完成发送和接收操作。

如果两个 goroutine 没有同时准备好，通道会导致先执行发送或接收操作的 goroutine 阻塞等待。这种对通道进行发送和接收的交互行为本身就是同步的。其中任意一个操作都无法离开另一个操作单独存在。

阻塞指的是由于某种原因数据没有到达，当前协程（线程）持续处于等待状态，直到条件满足才解除阻塞。

同步指的是在两个或多个协程（线程）之间，保持数据内容一致性的机制。

下图展示两个 goroutine 如何利用无缓冲的通道来共享一个值。

使用无缓冲的通道在 goroutine 之间同步

图：使用无缓冲的通道在 goroutine 之间同步

在第 1 步，两个 goroutine 都到达通道，但哪个都没有开始执行发送或者接收。在第 2 步，左侧的 goroutine 将它的手伸进了通道，这模拟了向通道发送数据的行为。这时，这个 goroutine 会在通道中被锁住，直到交换完成。

在第 3 步，右侧的 goroutine 将它的手放入通道，这模拟了从通道里接收数据。这个 goroutine 一样也会在通道中被锁住，直到交换完成。在第 4 步和第 5 步，进行交换，并最终在第 6 步，两个 goroutine 都将它们的手从通道里拿出来，这模拟了被锁住的 goroutine 得到释放。两个 goroutine 现在都可以去做别的事情了。

为了讲得更清楚，让我们来看两个完整的例子。这两个例子都会使用无缓冲的通道在两个 goroutine 之间同步交换数据。

【示例 1】在网球比赛中，两位选手会把球在两个人之间来回传递。选手总是处在以下两种状态之一，要么在等待接球，要么将球打向对方。可以使用两个 goroutine 来模拟网球比赛，并使用无缓冲的通道来模拟球的来回，代码如下所示。

// 这个示例程序展示如何用无缓冲的通道来模拟
// 2 个goroutine 间的网球比赛
package main
import (
    "fmt"
    "math/rand"
    "sync"
    "time"
)
// wg 用来等待程序结束
var wg sync.WaitGroup
func init() {
    rand.Seed(time.Now().UnixNano())
}
// main 是所有Go 程序的入口
func main() {
    // 创建一个无缓冲的通道
    court := make(chan int)
    // 计数加 2，表示要等待两个goroutine
    wg.Add(2)
    // 启动两个选手
    go player("Nadal", court)
    go player("Djokovic", court)
    // 发球
    court <- 1
    // 等待游戏结束
    wg.Wait()
}
// player 模拟一个选手在打网球
func player(name string, court chan int) {
    // 在函数退出时调用Done 来通知main 函数工作已经完成
    defer wg.Done()
    for {
        // 等待球被击打过来
        ball, ok := <-court
        if !ok {
            // 如果通道被关闭，我们就赢了
            fmt.Printf("Player %s Won\n", name)
            return
        }
        // 选随机数，然后用这个数来判断我们是否丢球
        n := rand.Intn(100)
        if n%13 == 0 {
            fmt.Printf("Player %s Missed\n", name)
            // 关闭通道，表示我们输了
            close(court)
            return
        }
        // 显示击球数，并将击球数加1
        fmt.Printf("Player %s Hit %d\n", name, ball)
        ball++
        // 将球打向对手
        court <- ball
    }
}

运行这个程序，输出结果如下所示。

Player Nadal Hit 1
Player Djokovic Hit 2
Player Nadal Hit 3
Player Djokovic Missed
Player Nadal Won

代码说明如下：

【示例 2】用不同的模式，使用无缓冲的通道，在 goroutine 之间同步数据，来模拟接力比赛。在接力比赛里，4 个跑步者围绕赛道轮流跑。第二个、第三个和第四个跑步者要接到前一位跑步者的接力棒后才能起跑。比赛中最重要的部分是要传递接力棒，要求同步传递。在同步接力棒的时候，参与接力的两个跑步者必须在同一时刻准备好交接。代码如下所示。

// 这个示例程序展示如何用无缓冲的通道来模拟
// 4 个goroutine 间的接力比赛
package main
import (
    "fmt"
    "sync"
    "time"
)
// wg 用来等待程序结束
var wg sync.WaitGroup
// main 是所有Go 程序的入口
func main() {
    // 创建一个无缓冲的通道
    baton := make(chan int)
    // 为最后一位跑步者将计数加1
    wg.Add(1)
    // 第一位跑步者持有接力棒
    go Runner(baton)
    // 开始比赛
    baton <- 1
    // 等待比赛结束
    wg.Wait()
}
// Runner 模拟接力比赛中的一位跑步者
func Runner(baton chan int) {
    var newRunner int
    // 等待接力棒
    runner := <-baton
    // 开始绕着跑道跑步
    fmt.Printf("Runner %d Running With Baton\n", runner)
    // 创建下一位跑步者
    if runner != 4 {
        newRunner = runner + 1
        fmt.Printf("Runner %d To The Line\n", newRunner)
        go Runner(baton)
    }
    // 围绕跑道跑
    time.Sleep(100 * time.Millisecond)
    // 比赛结束了吗？
    if runner == 4 {
        fmt.Printf("Runner %d Finished, Race Over\n", runner)
        wg.Done()
        return
    }
    // 将接力棒交给下一位跑步者
    fmt.Printf("Runner %d Exchange With Runner %d\n",
        runner,
        newRunner)
    baton <- newRunner
}

运行这个程序，输出结果如下所示。

Runner 1 Running With Baton
Runner 1 To The Line
Runner 1 Exchange With Runner 2
Runner 2 Running With Baton
Runner 2 To The Line
Runner 2 Exchange With Runner 3
Runner 3 Running With Baton
Runner 3 To The Line
Runner 3 Exchange With Runner 4
Runner 4 Running With Baton
Runner 4 Finished, Race Over

代码说明如下：

在这两个例子里，我们使用无缓冲的通道同步 goroutine，模拟了网球和接力赛。代码的流程与这两个活动在真实世界中的流程完全一样，这样的代码很容易读懂。

现在知道了无缓冲的通道是如何工作的，下一节我们将为大家介绍带缓冲的通道。

到此这篇关于Go语言无缓冲的通道的使用的文章就介绍到这了,更多相关Go 无缓冲通道内容请搜索脚本之家以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持脚本之家！

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