[go学习笔记.第十四章.协程和管道] 2.管道

1.为什么需要管道

 

(1).前面使用全局变量加锁同步来解决 goroutine 的通讯，但不完美

(2).主线程在等待所有goroutine 全部完成的时间很难确定，这里设置 10 秒，仅仅是估算

(3).如果主线程休眠时间长了，会加长等待时间，如果等待时间短了，可能还有goroutine 处于工作状态，这时也会随主线程的退出而销毁

(4).通过全局变量加锁同步来实现通讯，也并不利于多个协程对全局变量的读写操作

(5).从上面的分析来看，使用一种新的通讯机制是非常必要的，这个新的通讯机制就是管道-channel

2.channel的基本介绍

(1).channel本质就是一个数据结构一队列【 示意图如下】

(2).数据是先进先出 【 FIFO:first in first out】

(3).线程安全，多goroutine 访间时，不需要加锁，就是说channel本身就是线程安全的

(4).channel是有类型的，一个 string 的channel只能存放 string 类型数据

示意图如下：

 3.定义/声明channel

var 变量名 chan 数据类型

eg:

        var intChan chan int  //intChan用于存放int数据

        var mapChan chan map[int]string // mapChan用于存放map[int]string类型

        var perChan chan Person //perChan用于存放Person结构体

        var perChan2 chan *Person  //perChan2用于存放Person结构体指针

        ...

说明：

        channel是引用类型

        channel必须初始化才能写入数据，即make后才能使用

        channel是有类型的，intChan只能写入整数int

4.管道的初始化，写入数据到管道，从管道读取数据

package main
 
import (
    "fmt"
)
 
func main()  {
    //演示管道的使用
    //1.创建一个可以存放3个int的管道
    var intChan chan int
    intChan = make(chan int, 3)
    //2.看看intChan是什么
    //intChan 的值:0xc0000d8080, inChan本身的地址:0xc0000d2018
    fmt.Printf("intChan 的值:%v, inChan本身的地址:%p\n", intChan, &intChan)
    //3.向管道插入数据
    intChan<- 1
    num := 2
    intChan<- num
    //注意:当向管道写入数据时,不能超过其容量
    //4.查看管道的容量以及长度
    //intChan 的长度:2, inChan的容量:3
    fmt.Printf("intChan 的长度:%v, inChan的容量:%v\n", len(intChan), cap(intChan))
    //5.从管道读取数据
    var num2 int
    num2 = <-intChan
    fmt.Printf("num2=%v\n", num2)//num2=1
    //intChan 的长度:1, inChan的容量:3
    fmt.Printf("intChan 的长度:%v, inChan的容量:%v\n", len(intChan), cap(intChan))
    //6.在没有使用协程的情况下,如果管道的数据已经被全部取出,再取就会报错(deallock)
}

5.基本的注意事项

(1).channel中只能存放指定的数据类型

(2).channel的数据放满后，就不能再放入了

(3).如果从channel取出数据后，可以继续放入

(4).在没有使用协程的情况下，如果channel数据取完了，再取，就会报 dead lock

6.案例

(1).创建一个intChan,最多可以存放3个int,演示存3个数据到intChan,然后再取出这三个int

(2).创建一个mapChan,最多可以存放10个map[string][string]的key-value,演示写入和读取

(3).创建一个catChan,最多可以存放10个Cat结构体变量，演示写入和读取

(4).创建一个catChan2,最多可以存放10个*Cat结构体变量，演示写入和读取

(5).创建一个allChan,最多可以存放10个任意数据类型变量，演示写入和读取的用法

(6).案例：      

        1).创建一个 Person 结构体 (Name , Age , Address )

        2).使用 rand 方法配合随机创建10个Person 实例，并放入到 channel 中

        3).遍历channel ，将各个 Person 实例的信息显示在终端

package main
 
import (
    "fmt"
    "math/rand"
    "time"
    "strconv"
)
 
type Person struct {
    Name string
    Age int
    Address string 
}
 
func main() {
    //初始化随机数
    rand.Seed(time.Now().UnixNano())
    //创建一个存放10个Person实例的管道
    personChan := make(chan Person, 10)
    temp := Person{}
    for i := 1; i <= 10; i++ {
        temp = Person {
             Name : "Person" +  strconv.Itoa(rand.Intn(100)),
             Age : rand.Intn(100), 
             Address : "成都市华府大道"  +  strconv.Itoa(rand.Intn(100)) + "号",
            }
        //把person放入管道中
        personChan <- temp
    }
    //循环从管道中读取数据
    lenPersonChan := len(personChan)
    // temp1 := Person{}
    // var personTemp interface{}
    for i := 1; i <= lenPersonChan; i++{
        personTemp := <-personChan
        fmt.Printf("第%v个person数据的Name=%v,Age=%v, Address=%v\n", i,  
        personTemp.Name, personTemp.Age, personTemp.Address)
    }
}

7.channel的遍历和关闭

(1).channel的关闭

使用内置函数 close可以关闭channel,当 channel 关闭后，就不能再向channel写数据了，但是仍然可以从channel读取数据

package main
 
import(
    "fmt"
)
 
func main() {
    //定义并初始化一个管道
    intChan := make(chan int, 3)
    intChan <- 100
    intChan <- 300
    close(intChan) // close 管道,当close后,不能写入数据到intChan
    // intChan <- 200   // 写入失败:send on closed channel,因为管道已关闭
    fmt.Println("ok")
    //当管道关闭后,还是可以读取数据的
    n1 := <- intChan
    fmt.Printf("n1:=%v\n", n1)
}

(2).channel的遍历

channel支持 for-range 的方式进行遍历，请注意两个细节

        1).在遍历时，如果channel没有关闭，则回出现 deadlock的错误

        2).在遍历时，如果 channel已经关闭，则会正常遍历数据，遍历完后，就会退出遍历 

案例演示： 

package main
 
import(
    "fmt"
)
 
func main() {
    //定义并初始化一个管道
    intChan := make(chan int, 3)
    intChan <- 100
    intChan <- 300
    close(intChan) // close 管道,当close后,不能写入数据到intChan
    // intChan <- 200   // 写入失败:send on closed channel,因为管道已关闭
    fmt.Println("ok")
    //当管道关闭后,还是可以读取数据的
    n1 := <- intChan
    fmt.Printf("n1:=%v\n", n1)
    
    //遍历管道
    intChan1 := make(chan int, 100)
    for i := 0; i < 100; i++ {
        intChan1 <- i * 2 //放入100个数到管道
    }
 
    //遍历管道时,不能用普通的for循环
    //在遍历时,如果没有关闭chan,则会出现deallock错误
    ///在遍历时,如果以及已经关闭chan,则会正常遍历数据,遍历完后,退出
    close(intChan1)
    for v := range  intChan1 {
        fmt.Println("v=", v)
    }
}

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