1.Golang channel底层是源码如何实现的？(深度好文)
2.Go语言基础结构 —— Channel(通道)
3.golang chan 最详细原理剖析，全面源码分析！源码看完不可能不懂的源码！
4.golang 系列：channel 全面解析

Golang channel底层是源码如何实现的？(深度好文)

       Go语言中的channel为并发编程提供了强大且易于使用的同步工具。本文将深入剖析channel的源码底层工作机制，包括其阻塞模式与非阻塞模式的源码nfs源码剖析实现，以及涉及的源码关键数据结构如hchan、waitq和sudog。源码掌握这些原理，源码你将能更好地应对channel在面试中的源码高频问题。

       1. 阻塞与非阻塞模式

       默认情况下，源码当尝试读取空channel或写入已满的源码channel时，协程会暂停执行。源码然而，源码配合select语句，源码即使channel未就绪，其他分支操作仍可继续，避免了阻塞。

       1.1 数据结构核心

       channel的实现基于以下三个关键数据结构：

hchan：底层数据结构，基于数组的环形缓冲区，用于数据交换。

waitq：协程等待队列，用于处理阻塞情况。

sudog：队列节点，存储等待写入或读取的协程。

       1.2 创建与操作流程

       通道创建：分配内存并构造hchan对象。

       写入流程：处理三种可能的异常情况，如阻塞读、缓冲区空间有限或满等。

       读取流程：同样处理两种异常，flash软件源码包括阻塞写和缓冲区数据状态。

       关闭通道：在数据交换完成后，释放相关资源。

       2. 高频面试题准备

       深入理解channel的内部工作原理将有助于你解答面试中关于Go语言并发控制的问题。通过本文的学习，你将对channel的底层实现有更全面的认识。

Go语言基础结构 —— Channel(通道)

       在Go语言中，channel（通道）是一种用于在goroutine之间进行通信和同步的特殊数据结构。通道可以看作是一条管道，可以在不同goroutine之间传递数据。使用通道，你可以在goroutine之间发送和接收值。通道提供了一种安全、同步的方式来共享数据，确保在发送操作完成之前，接收操作会一直等待，并且在接收操作完成之前，发送操作也会一直等待，从而有效地避免了并发访问共享数据时出现的竞争条件和数据竞争。Golang并发的核心哲学是通过通道进行通信，而不是通过共享内存进行通信。数据在不同协程中的传输都是通过拷贝的形式完成的。

       通道按着有无缓冲可以分成有缓冲通道与无缓冲通道。通过 make(chan T, N) 来定义一个带有buffer的channel，如果N为0或者忽略不填，则创建的为无缓冲通道，否则就是带有N个单元的有缓冲通道。

       无缓冲通道的使用将导致发送和接收的goroutine同步化。因此，linux源码编写无缓冲通道也被称为同步通道。使用无缓冲通道进行通信将导致发送和接收的goroutine同步化，这可能导致程序死锁。

       单向通道可以被声明为只允许发送或接收数据，用于限制通道的使用范围，增加代码的可读性和安全性。通道的底层实现使用了环形队列的数据结构，以实现高效的数据传输和同步机制。通道的环形队列主要由sendx、recvx以及缓冲区组成，通过循环利用缓冲区中的空间实现了高效的数据传输和存储。

       通道的等待队列用于管理等待发送操作或接收操作的goroutine。当一个goroutine需要等待发送或接收操作时，它会被添加到等待队列中，并在满足特定条件时被唤醒。

       创建channel时，编译器会将make关键字转换成runtime.makechan或者runtime.makechan函数来创建新的channel。关闭channel时，会调用close函数，将接收队列中的G全部唤醒，并处理可能出现的异常情况。

golang chan 最详细原理剖析，全面源码分析！看完不可能不懂的！

       大纲

       概述

       chan 是 golang 的核心结构，是与其他高级语言区别的显著特色之一，也是 goroutine 通信的关键要素。尽管广泛使用，但对其深入理解的潜伏模式源码人却不多。本文将从源码编译器的视角，全面剖析 channel 的用法。

       channel 的本质

       从实现角度来看，golang 的 channel 实质上是环形队列（ringbuffer）的实现。我们将 chan 称为管理结构，channel 中可以放置任何类型的对象，称为元素。

       channel 的使用方法

       我们从 channel 的使用方式入手，详细介绍 channel 的使用方法。

       channel 的创建

       创建 channel 时，用户通常有两种选择：创建带有缓冲区和不带缓冲区的 channel。这对应于 runtime/chan.go 文件中的 makechan 函数。

       channel 入队

       用户使用姿势：对应函数实现为 chansend，位于 runtime/chan.go 文件。

       channel 出队

       用户使用姿势：对应函数分别是 chanrecv1 和 chanrecv2，位于 runtime/chan.go 文件。

       结合 select 语句

       用户使用姿势：对应函数实现为 selectnbsend，位于 runtime/chan.go 文件中。

       结合 for-range 语句

       用户使用姿势：对应使用函数 chanrecv2，位于 runtime/chan.go 文件中。

       源码解析

       以上，我们通过宏观的用户使用姿势，了解了不同使用姿势对应的不同实现函数，接下来将详细分析这些函数的实现。

       makechan 函数

       负责 channel 的创建。在 go 程序中，当我们写类似 v := make(chan int) 的初始化语句时，就会调用不同类型对应的初始化函数，其中 channel 的swapidc登录源码初始化函数就是 makechen。

       runtime.makechan

       定义原型：

       通过这个，我们可以了解到，声明创建一个 channel 实际上是得到了一个 hchan 的指针，因此 channel 的核心结构就是基于 hchan 实现的。

       其中，t 参数指定元素类型，size 指定 channel 缓冲区槽位数量。如果是带缓冲区的 channel，那么 size 就是槽位数；如果没有指定，那么就是 0。

       makechan 函数执行了以下两件事：

       1. 参数校验：主要是越界或 limit 的校验。

       2. 初始化 hchan：分为三种情况：

       所以，我们看到除了 hchan 结构体本身的内存分配，该结构体初始化的关键在于四个字段：

       hchan 结构

       makechan 函数负责创建了 chan 的核心结构-hchan，接下来我们将详细分析 hchan 结构体本身。

       在 makechan 中，初始化时实际上只初始化了四个核心字段：

       我们使用 channel 时知道，channel 常常会因为两种情况而阻塞：1）投递时没有空间；2）取出时还没有元素。

       从以上描述来看，就涉及到 goroutine 阻塞和 goroutine 唤醒，这个功能与 recvq，sendq 这两个字段有关。

       waitq 类型实际上是一个双向列表的实现，与 linux 中的 LIST 实现非常相似。

       chansend 函数

       chansend 函数是在编译器解析到 c <- x 这样的代码时插入的，本质上就是把一个用户元素投递到 hchan 的 ringbuffer 中。chansend 调用时，一般用户会遇到两种情况：

       接下来，我们看看 chansend 究竟做了什么。

       当我们在 golang 中执行 c <- x 这样的代码，意图将一个元素投递到 channel 时，实际上调用的是 chansend 函数。这个函数分几个场景来处理，总结来说：

       关于返回值：chansend 返回值标明元素是否成功入队，成功则返回 true，否则 false。

       select 的提前揭秘：

       golang 源代码经过编译会变成类似如下：

       而 selectnbasend 只是一个代理：

       小结：没错，chansend 功能就是这么简单，本质上就是一句话：将元素投递到 channel 中。

       chanrecv 函数

       对应的 golang 语句是 <- c。该函数实现了 channel 的元素出队功能。举个例子，编译对应一般如下：

       golang 语句：

       对应：

       golang 语句（这次的区别在于是否有返回值）：

       对应：

       编译器在遇到 <- c 和 v, ok := <- c 的语句时，会换成对应的 chanrecv1，chanrecv2 函数，这两个函数本质上都是一个简单的封装，元素出队的实现函数是 chanrecv，我们详细分析这个函数。

       chanrecv 函数的返回值有两个值，selected，received，其中 selected 一般作为 select 结合的函数返回值，指明是否要进入 select-case 的代码分支，received 表明是否从队列中成功获取到元素，有几种情况：

       selectnbsend 函数

       该函数是 c <- v 结合到 select 时的函数，我们使用 select 的 case 里面如果是一个 chan 的表达式，那么编译器会转换成对应的 selectnbsend 函数，如下：

       对应编译函数逻辑如下：

       selectnbsend 本质上也就是个 chansend 的封装：

       chansend 的内部逻辑上面已经详细说明过，唯一不同的就是 block 参数被赋值为 false，也就是说，在 ringbuffer 没有空间的情况下也不会阻塞，直接返回。划重点：chan 在这里不会切走执行权限。

       selectnbrecv 函数

       该函数是 v := <- c 结合到 select 时的函数，我们使用 select 的 case 里面如果是一个 chan 的表达式，那么编译器会转换成对应的 selectnbsrecv 函数，如下：

       对应编译函数逻辑如下：

       selectnbrecv 本质上也就是个 chanrecv 的封装：

       chanrecv 的内部逻辑上面已经详细说明过，在 ringbuffer 没有元素的情况下也不会阻塞，直接返回。这里不会因此而切走调度权限。

       selectnbrecv2 函数

       该函数是 v, ok = <- c 结合到 select 时的函数，我们使用 select 的 case 里面如果是一个 chan 的表达式，那么编译器会转换成对应的 selectnbrecv2 函数，如下：

       对应编译函数逻辑如下：

       selectnbrecv2 本质上是个 chanrecv 的封装，只不过返回值不一样而已：

       chanrecv 的内部逻辑上面已经详细说明过，在 ringbuffer 没有元素的情况下也不会阻塞，直接返回。这里不会因此而切走调度权限。selectnbrecv2 与 selectnbrecv 函数的不同之处在于还有一个 ok 参数指明是否获取到了元素。

       chanrecv2 函数

       chan 可以与 for-range 结合使用，编译器会识别这种语法。如下：

       这个本质上是个 for 循环，我们知道 for 循环关键是拆分成三个部分：初始化、条件判断、条件递进。

       那么在我们 for-range 和 chan 结合起来之后，这三个关键因素又是怎么理解的呢？简述如下：

       init 初始化：无

       condition 条件判断：

       increment 条件递进：无

       当编译器遇到上面 chan 结合 for-range 写法时，会转换成 chanrecv2 的函数调用。目的是从 channel 中出队元素，返回值为 received。首先看下 chanrecv2 的实现：

       chan 结合 for-range 编译之后的伪代码如下：

       划重点：从这个实现中，我们可以获取一个非常重要的信息，for-range 和 chan 的结束条件只有这个 chan 被 close 了，否则一直会处于这个死循环内部。为什么？注意看 chanrecv 接收的参数是 block=true，并且这个 for-range 是一个死循环，除非 chanrecv2 返回值为 false，才有可能跳出循环，而 chanrecv2 在 block=true 场景下返回值为 false 的唯一原因只有：这个 chan 是 close 状态。

       总结

       golang 的 chan 使用非常简单，这些简单的语法糖背后其实都是对应了相应的函数实现，这个翻译由编译器来完成。深入理解这些函数的实现，对于彻底理解 chan 的使用和限制条件是必不可少的。深入理解原理，知其然知其所以然，你才能随心所欲地使用 golang。

golang 系列：channel 全面解析

       channel 是 goroutine 与 goroutine 之间通信的重要桥梁，帮助我们轻松编写多协程通信程序。本文将全面解析 channel 的概念、使用、底层原理。

       channel 的概念在于，它是一种用于端到端数据传输的通道，类似于消息队列，但用于 goroutine 之间的通信。每个 channel 都是 goroutine 的内存级通信媒介，支持 goroutine 对象间的双向数据交换。

       goroutine 是轻量级的协程，拥有独立的栈空间，性能开销小，采用用户态调度模型。传统线程间通信方式如内存共享、信号量等，在 channel 模型中被抽象为通信层，实现数据共享。

       channel 保证协程安全，遵循 FIFO 特性，先发送的数据先被接收，先执行读取的 goroutine 先获取数据。使用 channel 可能引起 Go runtime 调度，产生阻塞和唤起 goroutine 的情况。

       channel 的创建包括无缓冲和有缓冲两种方式。无缓冲 channel 一旦有 goroutine 发送数据，当前 goroutine 会阻塞直至其他 goroutine 消费数据。有缓冲 channel 则允许一定数量的数据缓冲，减少了阻塞等待。

       channel 的读写操作灵活，支持控制只读或只写。往 channel 发送数据和读取数据各有定义的语法。关闭 channel 后，继续写入会触发 panic，而读取关闭后的 channel 可继续获取数据，直到读到零值或无更多数据。

       使用 channel 时，还需注意避免死锁。在多 goroutine 通信时，合理管理 channel 的读写顺序，确保 goroutine 的一发一取，避免阻塞等待。

       底层原理中，channel 的创建返回 hchan 结构体，包含关键字段。无缓冲和有缓冲 channel 的读写流程不同，前者直接阻塞等待，后者则利用缓冲区减少阻塞。有缓冲 channel 进一步分为先写再读和先读再写，分别处理数据存储和调度。

       总结，channel 通过灵活的读写控制和缓冲机制，简化了多协程间的通信。与 select 结合使用，实现复杂通信逻辑。了解其底层原理有助于更高效地利用 channel 进行并发编程。