参考

https://go101.org/article/channel.html

Channcel的介绍

Rob Pike有个关于并发编程伟大的建议：不要通过共享内存来通信，而是通过通信来共享内存，也就是channels，对共享资源也一样。

当goroutines需要实现共享内存来通信，我们要用到传统的并发同步技术，例如：mutex locks，来保护共享内存，避免数据竞争。用channels 则可以实现通过通信共享内存。

channel可以被看成是一个程序内的FIFO(先进先出)队列。一些goroutines输入数据，另外一些goroutines取出数据。

伴随值在channel中转移，一些值的所有权也可能在goroutine之间发生转移。一个goroutine在将值发送到channel时释放所有权，另一个取到值时获得所有权。当然也有不发生所有权转移的情况。

所属权发生转移的值通常是引用类型，但不一定要是引用的方式去转移。请注意，当我们说所属权时，我们说的是逻辑上的。不像Rust语言，Go不从语法级别上确保所属权。channel可以帮助开发人员轻松写出解决数据竞争的代码。

尽管Go也支持传统的并发同步技术，但仅channel是第一等公民。其实每种同步机制都有它最好的特定应用场景。但channel有更广的应用范围。

Channel的类型与值

与array,slice和map一样，每个channel有一个元素类型。一个channel只能传输该类型的值。

channel可以是全双工、双向的，也可以是单工、单向的（bi-directional or single-directional）。在编译时识别。

chan T 全双工
chan<-T 只能发送
<-chan T 只能接收

双向的channel值可以隐式转换成单向的，但是单向的则不能变成双向的（显式也不行）。只发和只收的channel也不能互转。

每个channel是有通道容量的(capacity)。容量为零的叫unbuffered channel，非零的叫buffered channel。

channel的零值用nil表示。非零channel用make创建，和map等一样。

//make a channel with buffer size 10
make(chan int, 10)

channel值的比较

所有的channel是可比较的。

非空channel在语言底层是由几部分值组成的，如果一个channel赋值给另外一个，这两个channel将共享底层组成部分值。（channel的系统实现有几个部分的数据，它们共享这些数据、资源）。这两个值的比较是相等的。

channel的操作

关闭channel.

close(ch)// ch不能是只收的channel

将值发到channel
```
ch <- v
```
接收 v := <-ch or <-ch or v,sentBeforeClosed = <-ch．
channel的容量，cap(ch)
channel中当前值的数量，len(ch)

Go时的大多数是不同步的，也就是它并不是并发安全的。包括赋值、传参、容器(map等)操作。

channel操作的详细解释

将channel分为下面三类，和对应三个基本操作的响应

操作	a nil channel	a closed channel	a not-closed not-nil channel
close	panic	panic	succeed to close(C)
send	block for ever	panic	block or succeed to send(B)
receive	block for ever	never block(D)	block or succeed to receive(A)

为了更好理解上的情况，了解channel的底层有必要。

我们可以认为，每个channel包含３个队列（可以认为是３个FIFO的）。

the receiving goroutine队列，通常是FIFO。它是没有size限制的linked list。在这个队列中的goroutines全是阻塞状态，等待从这个channel接收值。
the sending goroutine队列，通常是FIFO。它也是没有size限制的linked list。在这个队列中的goroutines全是阻塞状态，等待往这个channel发值（数据）。直接发值，还是发值的地址，依赖于编译器的实现。每个goroutine尝试发送的值也与该goroutine一起存储在队列中。
the value buffer队列，完全是FIFO。是个环形队列,队列的大小是channel的capacity。有趣的是，unbuffered channel总是处于满和空两种状态。

每个channel内部都有一个mutex lock，用来避免各种操作的数据竞争态。

情况A：当一个goroutine R尝试从一个not-closed non-nil channel中拉取一个值时，R将先要获得这个channel的锁，然后做下步骤直到一个条件符合。

如果channel的value buffer队列不为空，那么channel的receiving goroutine队列必须是空的，R将从value buffer队列获取到一个值。如果channel的sending goroutine队列也不为空，一个发送中的goroutine将被移出sending goroutine队列，同时恢复running状态。当旧值被移出时，尝试发送值的goroutine将新值压进value buffer队列。R继续running。这种情况下，channel接收操作是非阻塞状态。
如果channel的value buffer队列为空，如果sending goroutine队列不为空，这种情况下，当前channel一定是个unbuffered channel，R直接从sending goroutine队列移出一个goroutine，从这个try send的goroutine接过值,这个try send goroutine将回到running状态。R继续running。这种情况下，channel接收操作是非阻塞状态。
如果channel的value buffer队列和sending goroutine队列同时处于空，R将被放进channel的receiving goroutine队列，进入阻塞状态。当另外一个goroutine往channel发值时，R可能会恢复running状态。这种情况下，channel接收操作是阻塞状态。

情况B：当一个goroutine S 尝试发一个值到not-closed non-nil channel时，S需要先获得channel的锁，然后做下列步骤直到一个步骤条件满足。

如果channel的receiving goroutine队列不为空，那么value buffer一定是空的，S将从channel的receiving goroutine队列移出一个receiving goroutine，并将要发的值发给这个receiving goroutine。receiving goroutine恢复到running状态。S继续running。这种情况下，channel发送操作是非阻塞的。
如果channel的receiving goroutine队列是空的，如果value buffer队列不满，那么sending goroutine队列是空的，S要发送的值被放进value buffer队列，S继续运行。这种情况下，channel发送操作是非阻塞的。
如果receiving goroutine是空的，value buffer队列是满的，S将被放进sending goroutine队列，进入阻塞状态。当有其它goroutine从channel取数据时，S才有可能恢复running状态。这种情况下，channel发送操作是阻塞的。

情况C：当一个goroutine尝试close一个not-closed non-nil channel时，一旦获得锁后，将按顺序执行下面两个步骤。

如果channel的receiving goroutine队列不为空，这种情况下它的value buffer一定是空的，所有的receiving goroutine队列中的goroutine被一个接一个地移出，被移出的receiving goroutine将收到一个默认值，同时恢复到running状态。
如果channel的sending goroutine队列不为空，所有在sending goroutine队列的goroutine被一个接一个地移出，同时产生一个因为给closed channel发数据的panic。这也就是我们应该防止在同一个channel中并发send和close操作。事实上，当数据竞态设置(-race)是enabled的话，go的标准编译器可能报告send和close操作的竞争态状况。

情况D：在一个non-nil channel关闭后，在这个channel上的接收操作将永不阻塞。在value buffer队列中的值还可以取。随附的第二个可选的布尔返回值仍然为true。一旦value buffer都被取出并接收，任何接收操作将接收该通道的元素类型的默认值，并且channel接收返回的第二个bool将是false。

了解什么是阻塞和非阻塞通道的发送或接收操作对于理解select控制流块的机制很重要，这将在后面的部分中介绍。

根据上面列出的说明，我们可以获得有关channel内部队列的一些事实。

如果channel关闭了，它的sending和receiving队列一定是空，但是value buffer队列不一定是空。
在任何时候，如果value buffer不为空，它的receiving goroutine队列一定是空
在任何时候，如果value buffer不为满，它的sending goroutine队列一定是空。
如果channel的buffer size不为零，在任何时候，它的sending, receiving goroutine队列必然有一个是空的。
如果channel的buffer size为零，unbuffered channel，在任何时候，通常下它的sending, receiving goroutine队列必然有一个是空的。但是，有一个例外，一个goroutine可能在select控制块里被放进两个队列。

Channel元素值通过copy传输

当一个值从一个goroutine传到另一个goroutine，它至少会被copy一次。如果这个值有在value buffer中待过，那个会有两次的copy。当将值从发送程序goroutine复制到值缓冲区时，将发生一个副本，当将值从值缓冲区复制到接收程序goroutine时，将发生另一个副本。就像赋值和函数参数传递一样，在传递值时，仅复制其直接部分。

对于标准的Go编译器，通道元素类型的大小必须小于65536。

但是，通常，我们不应该创建具有大元素类型的通道，以避免在goroutine之间传递值的过程中复制成本过高。因此，如果传递的值大小太大，则最好改用指针元素类型，以避免大量的值复制成本。

关于channel和goroutine的垃圾回收

注意，该通道的发送或接收goroutine队列中的所有goroutine都引用了该通道，因此，如果该通道的两个队列都不为空，则该通道肯定不会被垃圾回收。另一方面，如果goroutine被阻止并停留在通道的发送或接收goroutine队列中，那么即使该goroutine仅引用了该通道，也不能肯定地对其进行垃圾回收。实际上，goroutine只能在退出时才被垃圾回收。

channel的send / receive操作是simple statements

channel的receive操作可以始终用作单值表达式。

Channel的`for-range`

for v := range aChannel {
	// use v
}

和下面等同

for {
	v, ok = <-aChannel
	if !ok {
		break
	}
	// use v
}

当然，此处的aChannel值一定不能是仅发送通道。如果它是零通道，则循环将永远在那里阻塞。

select-case

select-case是专为channel设计。与switch-case相似，但有下面不同。

在select {之间不能有表达式和语句
case之间允许有fallthrough语句
case后必须是channel receive 或 send操作。
如果有多个非阻塞的case操作，go将随机选择一个运行。
当所有的case操作处于阻塞态时，default会运行。如果没有default，goroutine将进入阻塞状态。

select {}将使当前goroutine永远保持阻塞状态。

可能用select实现try-send和try-receive

select的实现机制

具体看原文章。下次继。

https://go101.org/article/channel.html#select-implementation