Go语言并发和其他

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线程和进程的选择，字符串类型的大小，常量，反射，GO并发，Go锁。

1 进程和线程的选择

进程适用于计算密集型，消耗CPU

一个进程中一般有多个exe

windows2000比98稳定：解决了进程内存问题

多线程适用于IO密集型，爬虫，网络速度，文件操作

2 字符串类型的大小

字符串类型在 go 里是个结构, 包含指向底层数组的指针和长度,这两部分每部分都是 8 个字节，所以字符串类型大小为 16 个字节。

3 常量

定义多常量时后一个常量如果没有赋值，与前一个常量值相同，公式也是相同的。

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func main() {
	const (
		a = 1
		b
		c
	)
	fmt.Println(a,b,c)//输出:1 1 1
}

当一组常量都是数值类型，可以使用常量生成器iota指定这组常量按照特定规则变化，iota起始值为0，每次增加1。

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func main() {
	const (
		a = iota
		b 
		c 
	)
	fmt.Println(a, b, c) //输出: 0 1 2

	const (
		d = iota << 1
		e 
		f 
	)
	fmt.Println(d, e, f) //输出:0 2 4
}

无论是否使用iota，一组常量中每个的iota值是固定的，iota按照顺序自增1。每组iota之间无影响。

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func main() {
	const (
		a = 5    //iota=0
		b = 3    //iota=1
		c = iota //iota=2
		d        //iota=3
	)
	fmt.Println(a, b, c, d) //输出5 3 2 3

	const (
		e = iota //iota=0
		f        //iota=1
		g = 10   //iota=2
		h        //iota=3
		i = iota //iota=4
		j        //iota=5
	)
	fmt.Println(e, f, g, h, i, j) // 0 1 10 10 4 5
}

iota是按行增长的。

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const (
	// iota=0
    Apple, Banana = iota + 1, iota + 2
    // 公式和上一行一样，iota=1
    Cherimoya, Durian
    Elderberry, Fig
)

4 反射reflect

4.1 编程语言中反射的概念

在计算机科学领域，反射是指一类应用，它们能够自描述和自控制。也就是说，这类应用通过采用某种机制来实现对自己行为的描述（self-representation）和监测（examination），并能根据自身行为的状态和结果，调整或修改应用所描述行为的状态和相关的语义。

每种语言的反射模型都不同，并且有些语言根本不支持反射。Golang语言实现了反射，反射机制就是在运行时动态的调用对象的方法和属性，官方自带的reflect包就是反射相关的，只要包含这个包就可以使用。

多插一句，Golang的gRPC也是通过反射实现的。

4.2 interface 和 反射

在讲反射之前，先来看看Golang关于类型设计的一些原则

  • 变量包括（type, value）两部分
  • type 包括 static type和concrete type. 简单来说 static type是你在编码是看见的类型(如int、string)，concrete type是runtime系统看见的类型
  • 类型断言能否成功，取决于变量的concrete type，而不是static type. 因此，一个 reader变量如果它的concrete type也实现了write方法的话，它也可以被类型断言为writer.

接下来要讲的反射，就是建立在类型之上的，Golang的指定类型的变量的类型是静态的（也就是指定int、string这些的变量，它的type是static type），在创建变量的时候就已经确定，反射主要与Golang的interface类型相关（它的type是concrete type），只有interface类型才有反射一说。

在Golang的实现中，每个interface变量都有一个对应pair，pair中记录了实际变量的值和类型：

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(value, type)

value是实际变量值，type是实际变量的类型。一个interface{}类型的变量包含了2个指针，一个指针指向值的类型【对应concrete type】，另外一个指针指向实际的值【对应value】。

例如，创建类型为*os.File的变量，然后将其赋给一个接口变量r：

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tty, err := os.OpenFile("/dev/tty", os.O_RDWR, 0)

var r io.Reader
r = tty

接口变量r的pair中将记录如下信息：(tty, *os.File)，这个pair在接口变量的连续赋值过程中是不变的，将接口变量r赋给另一个接口变量w:

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var w io.Writer
w = r.(io.Writer)

接口变量w的pair与r的pair相同，都是:(tty, *os.File)，即使w是空接口类型，pair也是不变的。

interface及其pair的存在，是Golang中实现反射的前提，理解了pair，就更容易理解反射。反射就是用来检测存储在接口变量内部(值value；类型concrete type) pair对的一种机制。

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package main

import (
	"fmt"
	"io"
	"os"
)


func main() {
	tty, err := os.OpenFile("/dev/tty", os.O_RDWR, 0)
	if err != nil {
		fmt.Println("open file error", err)
		return
	}

	var r io.Reader
	r = tty

	var w io.Writer
	w = r.(io.Writer)
	w.Write([]byte("HELLO THIS IS A TEST!!!\n"))
}

再比如:

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package main

import "fmt"

type Reader interface {
	ReadBook()
}

type Writer interface {
	WriteBook()
}

//具体类型
type Book struct {
}

func (this *Book) ReadBook() {
	fmt.Println("Read a book.")
}

func (this *Book) WriteBook() {
	fmt.Println("Write a book.")
}

func main() {
	b := &Book{}

	var r Reader
	r = b

	r.ReadBook()

	var w Writer
	w = r.(Writer)
	w.WriteBook()
}

4.3 Golang的反射reflect

reflect的基本功能TypeOf和ValueOf

既然反射就是用来检测存储在接口变量内部(值value；类型concrete type) pair对的一种机制。那么在Golang的reflect反射包中有什么样的方式可以让我们直接获取到变量内部的信息呢？ 它提供了两种类型（或者说两个方法）让我们可以很容易的访问接口变量内容，分别是reflect.ValueOf() 和 reflect.TypeOf()，看看官方的解释：

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// ValueOf returns a new Value initialized to the concrete value
// stored in the interface i.  ValueOf(nil) returns the zero 
func ValueOf(i interface{}) Value {...}

//ValueOf用来获取输入参数接口中的数据的值，如果接口为空则返回0


// TypeOf returns the reflection Type that represents the dynamic type of i.
// If i is a nil interface value, TypeOf returns nil.
func TypeOf(i interface{}) Type {...}

//TypeOf用来动态获取输入参数接口中的值的类型，如果接口为空则返回nil

reflect.TypeOf()是获取pair中的type，reflect.ValueOf()获取pair中的value，示例如下：

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package main

import (
    "fmt"
    "reflect"
)

func main() {
    var num float64 = 1.2345

    fmt.Println("type: ", reflect.TypeOf(num))
    fmt.Println("value: ", reflect.ValueOf(num))
}

运行结果:
type:  float64
value:  1.2345

说明

  1. reflect.TypeOf： 直接给到了我们想要的type类型，如float64、int、各种pointer、struct 等等真实的类型

  2. reflect.ValueOf：直接给到了我们想要的具体的值，如1.2345这个具体数值，或者类似&{1 “Allen.Wu” 25} 这样的结构体struct的值

  3. 也就是说明反射可以将“接口类型变量”转换为“反射类型对象”，反射类型指的是reflect.Type和reflect.Value这两种

从relfect.Value中获取接口interface的信息

当执行reflect.ValueOf(interface)之后，就得到了一个类型为”relfect.Value”变量，可以通过它本身的Interface()方法获得接口变量的真实内容，然后可以通过类型判断进行转换，转换为原有真实类型。不过，我们可能是已知原有类型，也有可能是未知原有类型，因此，下面分两种情况进行说明。

已知原有类型【进行“强制转换”】

已知类型后转换为其对应的类型的做法如下，直接通过Interface方法然后强制转换，如下：

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realValue := value.Interface().(已知的类型)

示例如下：

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package main

import (
    "fmt"
    "reflect"
)

func main() {
    var num float64 = 1.2345

    pointer := reflect.ValueOf(&num)
    value := reflect.ValueOf(num)

    // 可以理解为“强制转换”，但是需要注意的时候，转换的时候，如果转换的类型不完全符合，则直接panic
    // Golang 对类型要求非常严格，类型一定要完全符合
    // 如下两个，一个是*float64，一个是float64，如果弄混，则会panic
    convertPointer := pointer.Interface().(*float64)
    convertValue := value.Interface().(float64)

    fmt.Println(convertPointer)
    fmt.Println(convertValue)
}

运行结果：
0xc42000e238
1.2345

说明：

1 转换的时候，如果转换的类型不完全符合，则直接panic，类型要求非常严格！
2 转换的时候，要区分是指针还是指
3 也就是说反射可以将“反射类型对象”再重新转换为“接口类型变量”

未知原有类型【遍历探测其Filed】

很多情况下，我们可能并不知道其具体类型，那么这个时候，该如何做呢？需要我们进行遍历探测其Filed来得知，示例如下:

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package main

import (
    "fmt"
    "reflect"
)

type User struct {
    Id   int
    Name string
    Age  int
}

func (u User) ReflectCallFunc() {
    fmt.Println("Allen.Wu ReflectCallFunc")
}

func main() {

    user := User{1, "Allen.Wu", 25}

    DoFiledAndMethod(user)

}

// 通过接口来获取任意参数，然后一一揭晓
func DoFiledAndMethod(input interface{}) {

    getType := reflect.TypeOf(input)
    fmt.Println("get Type is :", getType.Name())

    getValue := reflect.ValueOf(input)
    fmt.Println("get all Fields is:", getValue)

    // 获取方法字段
    // 1. 先获取interface的reflect.Type，然后通过NumField进行遍历
    // 2. 再通过reflect.Type的Field获取其Field
    // 3. 最后通过Field的Interface()得到对应的value
    for i := 0; i < getType.NumField(); i++ {
        field := getType.Field(i)
        value := getValue.Field(i).Interface()
        fmt.Printf("%s: %v = %v\n", field.Name, field.Type, value)
    }

    // 获取方法
    // 1. 先获取interface的reflect.Type，然后通过.NumMethod进行遍历
    for i := 0; i < getType.NumMethod(); i++ {
        m := getType.Method(i)
        fmt.Printf("%s: %v\n", m.Name, m.Type)
    }
}

运行结果：
get Type is : User
get all Fields is: {1 Allen.Wu 25}
Id: int = 1
Name: string = Allen.Wu
Age: int = 25
ReflectCallFunc: func(main.User)

通过运行结果可以得知获取未知类型的interface的具体变量及其类型的步骤为：

  1. 先获取interface的reflect.Type，然后通过NumField进行遍历
  2. 再通过reflect.Type的Field获取其Field
  3. 最后通过Field的Interface()得到对应的value

通过运行结果可以得知获取未知类型的interface的所属方法（函数）的步骤为：

  1. 先获取interface的reflect.Type，然后通过NumMethod进行遍历
  2. 再分别通过reflect.Type的Method获取对应的真实的方法（函数）
  3. 最后对结果取其Name和Type得知具体的方法名
  4. 也就是说反射可以将“反射类型对象”再重新转换为“接口类型变量”
  5. struct 或者 struct 的嵌套都是一样的判断处理方式

4.4 通过reflect.Value设置实际变量的值

reflect.Value是通过reflect.ValueOf(X)获得的，只有当X是指针的时候，才可以通过reflec.Value修改实际变量X的值，即：要修改反射类型的对象就一定要保证其值是“addressable”的。

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package main

import (
    "fmt"
    "reflect"
)

func main() {

    var num float64 = 1.2345
    fmt.Println("old value of pointer:", num)

    // 通过reflect.ValueOf获取num中的reflect.Value，注意，参数必须是指针才能修改其值
    pointer := reflect.ValueOf(&num)
    newValue := pointer.Elem()

    fmt.Println("type of pointer:", newValue.Type())
    fmt.Println("settability of pointer:", newValue.CanSet())

    // 重新赋值
    newValue.SetFloat(77)
    fmt.Println("new value of pointer:", num)

    ////////////////////
    // 如果reflect.ValueOf的参数不是指针，会如何？
    pointer = reflect.ValueOf(num)
    //newValue = pointer.Elem() // 如果非指针，这里直接panic，“panic: reflect: call of reflect.Value.Elem on float64 Value”
}

运行结果：
old value of pointer: 1.2345
type of pointer: float64
settability of pointer: true
new value of pointer: 77

说明：

  1. 需要传入的参数是* float64这个指针，然后可以通过pointer.Elem()去获取所指向的Value，注意一定要是指针。
  2. 如果传入的参数不是指针，而是变量，那么
    • 通过Elem获取原始值对应的对象则直接panic
    • 通过CanSet方法查询是否可以设置返回false
  1. newValue.CantSet()表示是否可以重新设置其值，如果输出的是true则可修改，否则不能修改，修改完之后再进行打印发现真的已经修改了。
  2. reflect.Value.Elem() 表示获取原始值对应的反射对象，只有原始对象才能修改，当前反射对象是不能修改的
  3. 也就是说如果要修改反射类型对象，其值必须是“addressable”【对应的要传入的是指针，同时要通过Elem方法获取原始值对应的反射对象】
  4. struct 或者 struct 的嵌套都是一样的判断处理方式

4.5 通过reflect.ValueOf来进行方法的调用

这算是一个高级用法了，前面我们只说到对类型、变量的几种反射的用法，包括如何获取其值、其类型、如果重新设置新值。但是在工程应用中，另外一个常用并且属于高级的用法，就是通过reflect来进行方法【函数】的调用。比如我们要做框架工程的时候，需要可以随意扩展方法，或者说用户可以自定义方法，那么我们通过什么手段来扩展让用户能够自定义呢？关键点在于用户的自定义方法是未可知的，因此我们可以通过reflect来搞定

示例如下：

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package main

import (
    "fmt"
    "reflect"
)

type User struct {
    Id   int
    Name string
    Age  int
}

func (u User) ReflectCallFuncHasArgs(name string, age int) {
    fmt.Println("ReflectCallFuncHasArgs name: ", name, ", age:", age, "and origal User.Name:", u.Name)
}

func (u User) ReflectCallFuncNoArgs() {
    fmt.Println("ReflectCallFuncNoArgs")
}

// 如何通过反射来进行方法的调用？
// 本来可以用u.ReflectCallFuncXXX直接调用的，但是如果要通过反射，那么首先要将方法注册，也就是MethodByName，然后通过反射调动mv.Call

func main() {
    user := User{1, "Allen.Wu", 25}
    
    // 1. 要通过反射来调用起对应的方法，必须要先通过reflect.ValueOf(interface)来获取到reflect.Value，得到“反射类型对象”后才能做下一步处理
    getValue := reflect.ValueOf(user)

    // 一定要指定参数为正确的方法名
    // 2. 先看看带有参数的调用方法
    methodValue := getValue.MethodByName("ReflectCallFuncHasArgs")
    args := []reflect.Value{reflect.ValueOf("wudebao"), reflect.ValueOf(30)}
    methodValue.Call(args)

    // 一定要指定参数为正确的方法名
    // 3. 再看看无参数的调用方法
    methodValue = getValue.MethodByName("ReflectCallFuncNoArgs")
    args = make([]reflect.Value, 0)
    methodValue.Call(args)
}


运行结果：
ReflectCallFuncHasArgs name:  wudebao , age: 30 and origal User.Name: Allen.Wu
ReflectCallFuncNoArgs

说明

  1. 要通过反射来调用起对应的方法，必须要先通过reflect.ValueOf(interface)来获取到reflect.Value，得到“反射类型对象”后才能做下一步处理
  2. reflect.Value.MethodByName这.MethodByName，需要指定准确真实的方法名字，如果错误将直接panic，MethodByName返回一个函数值对应的reflect.Value方法的名字。
  3. []reflect.Value，这个是最终需要调用的方法的参数，可以没有或者一个或者多个，根据实际参数来定。
  4. reflect.Value的 Call 这个方法，这个方法将最终调用真实的方法，参数务必保持一致，如果reflect.Value’Kind不是一个方法，那么将直接panic。
  5. 本来可以用u.ReflectCallFuncXXX直接调用的，但是如果要通过反射，那么首先要将方法注册，也就是MethodByName，然后通过反射调用methodValue.Call

4.6 Golang的反射reflect性能

Golang的反射很慢，这个和它的API设计有关。在 java 里面，我们一般使用反射都是这样来弄的。

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Field field = clazz.getField("hello");
field.get(obj1);
field.get(obj2);

这个取得的反射对象类型是 java.lang.reflect.Field。它是可以复用的。只要传入不同的obj，就可以取得这个obj上对应的 field。

但是Golang的反射不是这样设计的:

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type_ := reflect.TypeOf(obj)
field, _ := type_.FieldByName("hello")

这里取出来的 field 对象是 reflect.StructField 类型，但是它没有办法用来取得对应对象上的值。如果要取值，得用另外一套对object，而不是type的反射

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type_ := reflect.ValueOf(obj)
fieldValue := type_.FieldByName("hello")

这里取出来的 fieldValue 类型是 reflect.Value，它是一个具体的值，而不是一个可复用的反射对象了，每次反射都需要malloc这个reflect.Value结构体，并且还涉及到GC。

Golang reflect慢主要有两个原因：

  1. 涉及到内存分配以及后续的GC；
  2. reflect实现里面有大量的枚举，也就是for循环，比如类型之类的.

4.7 总结

上述详细说明了Golang的反射reflect的各种功能和用法，都附带有相应的示例，相信能够在工程应用中进行相应实践，总结一下就是：

  • 反射可以大大提高程序的灵活性，使得interface{}有更大的发挥余地

    • 反射必须结合interface才玩得转
    • 变量的type要是concrete type的（也就是interface变量）才有反射一说

  • 反射可以将“接口类型变量”转换为“反射类型对象”

    • 反射使用 TypeOf 和 ValueOf 函数从接口中获取目标对象信息

  • 反射可以将“反射类型对象”转换为“接口类型变量

    • reflect.value.Interface().(已知的类型)
    • 遍历reflect.Type的Field获取其Field

  • 反射可以修改反射类型对象，但是其值必须是“addressable”

    • 想要利用反射修改对象状态，前提是 interface.data 是 settable,即 pointer-interface

  • 通过反射可以“动态”调用方法

  • 因为Golang本身不支持模板，因此在以往需要使用模板的场景下往往就需要使用反射(reflect)来实现

5 goroutine

Goroutine基本模型和调度策略

早期的操作系统是单进程的，一次只能执行一个进程，假如在这个过程中进程需要执行IO操作的话，就会阻塞，CPU利用率不高。

然后有了多进程/多线程（在Linux中，线程也是一种进程）的概念，在一个时间段内实现并发。但是由于创建每一个进程都需要分配内存空间，而且需要系统调用，效率低。而线程之间可以共享资源，需要新建的东西少了，效率更高。频繁切换线程和进程也会有效率问题，因为切换需要保存上一个进程的信息，加载下一个进程的信息。进程/线程的数量越多，切换成本越大，越浪费（高消耗CPU）。多线程的竞争，需要锁，开发越来越复杂。

对于一个线程，它的一部分在用户空间，一部分在内核空间，合起来就是一个线程的概念。这个时候能不能分开呢？因为CPU等硬件资源在内核空间，所以只看得到内核空间的部分，将这两个空间分开不影响程序运行。所以把在用户空间的部分叫做协程，在内核空间的部分叫做线程。

既然两个部分不影响，能不能使用一个协程调度器，将一个线程对应多个协程（N：1），这个带来的问题是，当同一个协程调度器里的一个协程阻塞了，其他的协程就无法执行，因为线程只有一个。那就使用多个线程对应多个协程（N：M）。

Golang对协程的处理：一个协程只有几KB的内存，可以灵活调度。

Golang对早期调度器的处理十分糟糕，有一个全局的协程队列，然后有若干个线程对队列里的协程进行竞争执行，即对锁的争夺。缺点是激烈的锁竞争；如果创建一个子协程，会将子协程放入队列，但是往往希望同一个线程执行其子线程，这就为协程的转移造成延迟和额外的负载；CPU在线程之间的切换也造成了低效。

后来的调度器有了GMP模型，从底层往上依次为多个硬件CPU核心，操作系统调度器，多个内核线程，线程争夺的是GOMAXPROCS个Processor处理器，每个P对应一个P的本地队列，队列里有多个协程，还有一个全局队列（上锁）。

调度器的设计策略有复用线程，利用并行，抢占，全局G队列。复用线程有work stealing机制（当一个P里出现阻塞G的话，P队列里后面的G就没法执行了，其他的P就会将后面的G取过来执行），hand off机制（当一个P里出现一个G阻塞时，P将这个G脱离自己的队列，让他依附在M上，自己跑到别的M上执行）。利用并行就是规定GOMAXPROCS=CPU核数/2。抢占就是不再是排队，而是抢占式的，每个G最多执行10ms。全局G队列。

5.1 协程并发

协程：coroutine。也叫轻量级线程。

与传统的系统级线程和进程相比，协程最大的优势在于“轻量级”。可以轻松创建上万个而不会导致系统资源衰竭。而线程和进程通常很难超过1万个。这也是协程别称“轻量级线程”的原因。

一个线程中可以有任意多个协程，但某一时刻只能有一个协程在运行，多个协程分享该线程分配到的计算机资源。

多数语言在语法层面并不直接支持协程，而是通过库的方式支持，但用库的方式支持的功能也并不完整，比如仅仅提供协程的创建、销毁与切换等能力。如果在这样的轻量级线程中调用一个同步 IO 操作，比如网络通信、本地文件读写，都会阻塞其他的并发执行轻量级线程，从而无法真正达到轻量级线程本身期望达到的目标。

在协程中，调用一个任务就像调用一个函数一样，消耗的系统资源最少！但能达到进程、线程并发相同的效果。

在一次并发任务中，进程、线程、协程均可以实现。从系统资源消耗的角度出发来看，进程相当多，线程次之，协程最少。

5.2 Go并发

Go 在语言级别支持协程，叫goroutine。Go 语言标准库提供的所有系统调用操作（包括所有同步IO操作），都会出让CPU给其他goroutine。这让轻量级线程的切换管理不依赖于系统的线程和进程，也不需要依赖于CPU的核心数量。

有人把Go比作21世纪的C语言。第一是因为Go语言设计简单，第二，21世纪最重要的就是并行程序设计，而Go从语言层面就支持并发。同时，并发程序的内存管理有时候是非常复杂的，而Go语言提供了自动垃圾回收机制。

Go语言为并发编程而内置的上层API基于顺序通信进程模型CSP(communicating sequential processes)。这就意味着显式锁都是可以避免的，因为Go通过相对安全的通道发送和接受数据以实现同步，这大大地简化了并发程序的编写。

Go语言中的并发程序主要使用两种手段来实现。goroutine和channel。

5.3 什么是Goroutine

goroutine是Go语言并行设计的核心，有人称之为go程。 Goroutine从量级上看很像协程，它比线程更小，十几个goroutine可能体现在底层就是五六个线程，Go语言内部帮你实现了这些goroutine之间的内存共享。执行goroutine只需极少的栈内存(大概是4~5KB)，当然会根据相应的数据伸缩。也正因为如此，可同时运行成千上万个并发任务。goroutine比thread更易用、更高效、更轻便。

一般情况下，一个普通计算机跑几十个线程就有点负载过大了，但是同样的机器却可以轻松地让成百上千个goroutine进行资源竞争。

6 Channel

channel是Go语言中的一个核心类型，可以把它看成管道。并发核心单元通过它就可以发送或者接收数据进行通讯，这在一定程度上又进一步降低了编程的难度。

channel是一个数据类型，主要用来解决go程的同步问题以及go程之间数据共享（数据传递）的问题。

goroutine运行在相同的地址空间，因此访问共享内存必须做好同步。goroutine 奉行通过通信来共享内存，而不是共享内存来通信。

引⽤类型 channel可用于多个 goroutine 通讯。其内部实现了同步，确保并发安全。

6.1 定义channel变量

和map类似，channel也一个对应make创建的底层数据结构的引用。

当我们复制一个channel或用于函数参数传递时，我们只是拷贝了一个channel引用，因此调用者和被调用者将引用同一个channel对象。和其它的引用类型一样，channel的零值也是nil。

定义一个channel时，也需要定义发送到channel的值的类型。channel可以使用内置的make()函数来创建：

chan是创建channel所需使用的关键字。Type 代表指定channel收发数据的类型。

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make(chan Type)  //等价于make(chan Type, 0)
make(chan Type, capacity)

当我们复制一个channel或用于函数参数传递时，我们只是拷贝了一个channel引用，因此调用者和被调用者将引用同一个channel对象。和其它的引用类型一样，channel的零值也是nil。

当 参数capacity= 0 时，channel 是无缓冲阻塞读写的；当capacity > 0 时，channel 有缓冲、是非阻塞的，直到写满 capacity个元素才阻塞写入。

channel非常像生活中的管道，一边可以存放东西，另一边可以取出东西。channel通过操作符 <- 来接收和发送数据，发送和接收数据语法：

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channel <- value      //发送value到channel
<-channel             //接收并将其丢弃
x := <-channel        //从channel中接收数据，并赋值给x
x, ok := <-channel    //功能同上，同时检查通道是否已关闭或者是否为空

6.2 无缓冲的channel

无缓冲的通道（unbuffered channel）是指在接收前没有能力保存任何数据值的通道。

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。否则，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：由于某种原因数据没有到达，当前go程（线程）持续处于等待状态，直到条件满足，才解除阻塞。

同步：在两个或多个go程（线程）间，保持数据内容一致性的机制。

如果没有指定缓冲区容量，那么该通道就是同步的，因此会阻塞到发送者准备好发送和接收者准备好接收。

6.3 有缓冲的channel

有缓冲的通道（buffered channel）是一种在被接收前能存储一个或者多个数据值的通道。

这种类型的通道并不强制要求 goroutine 之间必须同时完成发送和接收。通道会阻塞发送和接收动作的条件也不同。

只有通道中没有要接收的值时，接收动作才会阻塞。

只有通道没有可用缓冲区容纳被发送的值时，发送动作才会阻塞。

这导致有缓冲的通道和无缓冲的通道之间的一个很大的不同：无缓冲的通道保证进行发送和接收的 goroutine 会在同一时间进行数据交换；有缓冲的通道没有这种保证。

如果给定了一个缓冲区容量，通道就是异步的。只要缓冲区有未使用空间用于发送数据，或还包含可以接收的数据，那么其通信就会无阻塞地进行。

借助函数 len(ch) 求取缓冲区中剩余元素个数， cap(ch) 求取缓冲区元素容量大小。

6.4 关闭channel

如果发送者知道，没有更多的值需要发送到channel的话，那么让接收者也能及时知道没有多余的值可接收将是有用的，因为接收者可以停止不必要的接收等待。这可以通过内置的close函数来关闭channel实现。

l channel不像文件一样需要经常去关闭，只有当你确实没有任何发送数据了，或者你想显式的结束range循环之类的，才去关闭channel；

l 关闭channel后，无法向channel 再发送数据(引发 panic 错误后导致接收立即返回零值)；

l 关闭channel后，可以继续从channel接收数据；

l 对于nil channel，无论收发都会被阻塞。

6.5 单向channel及应用

默认情况下，通道channel是双向的，也就是，既可以往里面发送数据也可以同里面接收数据。

但是，我们经常见一个通道作为参数进行传递而只希望对方是单向使用的，要么只让它发送数据，要么只让它接收数据，这时候我们可以指定通道的方向。

单向channel变量的声明非常简单，如下：

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var ch1 chan int       // ch1是一个正常的channel，是双向的
var ch2 chan<- float64 // ch2是单向channel，只用于写float64数据
var ch3 <-chan int     // ch3是单向channel，只用于读int数据

l chan<- 表示数据进入管道，要把数据写进管道，对于调用者就是输出。

l <-chan 表示数据从管道出来，对于调用者就是得到管道的数据，当然就是输入。

7 Select

7.1 select作用

Go里面提供了一个关键字select，通过select可以监听channel上的数据流动。

有时候我们希望能够借助channel发送或接收数据，并避免因为发送或者接收导致的阻塞，尤其是当channel没有准备好写或者读时。select语句就可以实现这样的功能。

select的用法与switch语言非常类似，由select开始一个新的选择块，每个选择条件由case语句来描述。

与switch语句相比，select有比较多的限制，其中最大的一条限制就是每个case语句里必须是一个IO操作，大致的结构如下：

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select {
case <- chan1:
    // 如果chan1成功读到数据，则进行该case处理语句
case chan2 <- 1:
    // 如果成功向chan2写入数据，则进行该case处理语句
default:
    // 如果上面都没有成功，则进入default处理流程
}

在一个select语句中，Go语言会按顺序从头至尾评估每一个发送和接收的语句。

如果其中的任意一语句可以继续执行(即没有被阻塞)，那么就从那些可以执行的语句中任意选择一条来使用。

如果没有任意一条语句可以执行(即所有的通道都被阻塞)，那么有两种可能的情况：

l 如果给出了default语句，那么就会执行default语句，同时程序的执行会从select语句后的语句中恢复。

l 如果没有default语句，那么select语句将被阻塞，直到至少有一个通信可以进行下去。

8 锁

Go互斥锁实现原理 (qq.com)

Go语言中的互斥锁和读写锁（Mutex和RWMutex） - 雪山飞猪 - 博客园 (cnblogs.com)

9 Go框架