徹底搞懂 channel 原理 -二-

上一篇文章主要介紹channel運行時是通過hchan表示的，也簡單說明了hchan各個字段的含義。

我們提到，對channel的操作，本質上就是對hchan裏字段的操作。因爲在操作的過程中使用了互斥鎖，所以保證了channel的併發安全。

這篇文章主要通過現實生活的一些例子來說明channel的一些原理，當然還是不會涉及過多源碼。

無緩衝

我們都知道，channel分爲無緩衝和緩衝。這兩者最大的區別是什麼？

我們用一個現實生活的快遞例子來說明。

上面場景是快遞員在等小庫，當然反過來小庫也可能在等快遞員。

如果沒有快遞櫃，快遞員在送快遞的過程中，如果家裏沒人，他就得在那等着，等着有人來簽收快遞，他才送貨結束。

客戶在快遞員到來之前，他也不能離開家，不然快遞來了沒人收，所以他也得等到快遞員上門，簽字收了快遞，他纔算收貨結束。

當然，客戶不止有這家快遞，如果快遞員 A 在等的時候又來一個快遞員 B 給他送貨。這個快遞員 B 不僅得等着，還得排隊。等到客戶到家後，肯定是先簽收 A 的快遞，然後再簽收 B 的快遞。

對應到無緩衝channel，

發送數據的時候，如果沒有對應的接收者ready，那麼發送者就進入到等待發送隊列中，等待有對應的接收者喚醒它。

接收數據的時候，如果沒有對應的發送者ready，那麼接收者就進入到等待接收隊列中，等待有對應的發送者喚醒它。

還記得上一篇文章我們介紹過hchan的結構嗎。

其中recvq表示等待接收消息的隊列，sendq表示等待發送消息的隊列。

我們來看waitq。

本質上waitq就是一個鏈表，更確切的說是一個雙向循環的鏈表。其中waitq記錄了鏈表的頭尾，sudog記錄了當前等待者的上一個等待者 (prev) 和下一個等待者 (next)。

這就好像小庫在簽收完 A 的快遞後喊，下一個是誰啊？

A 會說: 我的下一個是 B。

B 會說: 是我。我記得我上一個是 A，目前我沒有下一個，所以我是最後一個。

緩衝

看完了無緩衝隊列，我們再來看緩衝隊列。還是用上面的故事，

只要快遞櫃有空閒櫃子，快遞員就可以直接把快遞放到櫃子裏，讓客戶自己去櫃子拿。如果發送沒有空閒的櫃子，那就只能等，等到別人告訴我有空閒櫃子，我再把快遞放到空出來的櫃子裏。

對應到緩衝channel，上面的快遞櫃，就是緩衝channel中存儲數據的buffer。

對於發送者來說：只要緩衝區未滿，發送者就可以繼續發送數據存放在緩衝區。一旦緩衝區滿了，發送者就只能進入到等待發送隊列中，等待有對應的接收者喚醒它，然後它再把數據放入到剛剛被取走數據的位置。

對於接收者來說：只要緩衝區不爲空，接收者就可以繼續接收數據。一旦緩衝區空了，那麼接收者就只能進入到等待接收隊列中，等待有對應的發送者喚醒它。

上面還有什麼問題嗎？還真有。

我們取快遞的時候，你一定會按照快遞放入到快遞櫃的先後順序取快遞嗎？咋麼可能。

但是在channel中，是會保證消息的先進先出 (FIFO) 關係的。至於咋麼保證的，我們終結篇解析代碼細節的時候再說。

總結

這篇文章主要通過一個快遞的例子來介紹channel操作的原理。下一篇我們介紹channel針對上述處理的細節邏輯。

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