本文是根据Go1.18.1源码的学习笔记。Channel的底层源码从Go1.14到现在的Go1.19之间几乎没有改变，这也是Go最早引入的组件之一，表现了Go并发思维：
Do not communicate by sharing memory; instead, share memory by communicating.
不要经过同享内存来通讯，⽽应经过通讯来同享内存。
定论
仍是先给出定论，没时间看剖析进程的同学至少能够看一眼定论：
1. Channel实质上是由三个FIFO（First In FirstOut，先进先出）行列组成的用于协程之间传输数据的协程安全的通道；FIFO的规划是为了保障公平，让事情变得简略，原则是让等候时间最长的协程最有资格先从channel发送或接纳数据；
2. 三个FIFO行列依次是buf循环行列，sendq待发送者行列，recvq待接纳者行列。buf循环行列是巨细固定的用来寄存channel接纳的数据的行列；sendq待发送者行列，用来寄存等候发送数据到channel的goroutine的双向链表，recvq待接纳者行列，用来寄存等候从channel读取数据的goroutine的双向链表；sendq和recvq能够认为不限巨细；
3. 跟函数调用传参实质都是传值相同，channel传递数据的实质便是值复制，引证类型数据的传递也是地址复制；有从缓冲区buf地址复制数据到接纳者receiver栈内存地址，也有从发送者sender栈内存地址复制数据到缓冲区buf；
4. Channel里边参数的修改不是并发安全的，包括对三个行列及其他参数的拜访，因而需求加锁，实质上，channel便是一个有锁行列；
5. Channel 的功能跟 sync.Mutex 差不多，没有谁比谁强。Go官方之所以引荐运用Channel进行并发协程的数据交互，是由于channel的规划理念能让程序变得简略，在大型程序、高并发杂乱的运转状况中也是如此。
从一个线上的内存泄漏问题谈起
去年底，团队有个线上服务产生了一个故障，该服务部署在K8S集群的容器里，经过Prometheus监控界面看到本服务的Pod的内存运用量呈锯齿状增加，到达服务设置的内存上限16G后，就会产生容器重启，看现象是产生了内存泄漏。
线上服务的代码经过简化，根本逻辑如下：
package main
import (
"errors"
"fmt"
)
func accessMultiService() (data string, err error) {
respAChan := make(chan string) //无缓冲channel
go func() {
serviceAResp, _ := accessServiceA()
respAChan <- serviceAResp
}()
_, serviceBErr := accessServiceB()
if serviceBErr != nil {
return "", errors.New("service B response error")
}
_, serviceCErr := accessServiceC()
if serviceCErr != nil {
return "", errors.New("service C response error")
}
respA := <- respAChan
fmt.Printf("service A resp is: %s\n", respA)
return "success", nil
}
func accessServiceA() (string, error) {
return "service A result", nil
}
func accessServiceB() (string, error) {
return "service B result", errors.New("service B error")
}
func accessServiceC() (string, error) {
return "service C result", nil
}
经过排查，是在起的一个goroutine拜访 A 服务时，运用了一个无缓冲的channel respAChan，在后续的拜访服务B，C时，产生了反常导致父协程回来，A服务的子协程里的无缓冲channel respAChan一向没有goroutine去读它，导致它一向被堵塞，无法被开释，随着请求数的增多，它地点的goroutine会一向占用内存，直到到达容器内存上限，使容器崩溃重启。
解决办法能够是：将无缓冲的channel改成有缓冲channel，而且在写入数据后封闭它，这样就不会产生goroutine一向堵塞，无法被开释的问题了。
respAChan := make(chan string, 1) //改为有缓冲channel
go func() {
serviceAResp, _ := accessServiceA()
respAChan <- serviceAResp
close(respAChan) //写入后封闭channel
}()
从这个问题能够知道虽然我们都用过channel，却也简单因运用不当而导致线上故障。
Channel是什么？怎样用？
首要是channel分为两类：
1.无缓冲channel，能够看作“同步形式”，发送方和接纳方要同步就绪，只要在两者都 ready 的状况下，数据才能在两者间传输（后面会看到，实际上便是内存复制）。不然，恣意一方先行进行发送或接纳操作，都会被挂起，等候另一方的呈现才能被唤醒。
2.有缓冲channel称为“异步形式”，在缓冲槽可用的状况下（有剩余容量），发送和接纳操作都能够顺利进行。不然，操作的一方（如写入）同样会被挂起，直到呈现相反操作 （如接纳）才会被唤醒。
channel的根本用法有：
1.读取 <- chan
2.写入 chan <-
3.封闭 close(chan)
4.获取channel长度 len(chan)
5.获取channel容量 cap(chan)
还有一种select非堵塞拜访办法，从一切的case中选择一个不会堵塞的channel进行读写操作，或是default履行。
Channel规划思维
Go言语的并发模型是CSP（Communicating Sequential Processes，通讯次序进程），提倡经过通讯同享内存而不是经过同享内存而完结通讯。
假如说goroutine是Go程序并发的履行体，channel便是它们之间的衔接。channel是能够让一个goroutine发送特定值到另一个goroutine的通讯机制。
下面有关并发评论中的线程能够替换为进程、协程或函数，实质上都是一起对同一份数据的竞赛。
先弄清楚并发和并行的区别：多线程程序在一个核的CPU上运转，便是并发。多线程程序在多个核的CPU上运转，便是并行。
单纯地将线程并发履行是没有含义的。线程与线程间需求交换数据才能表现并发履行线程的含义。
多个线程之间交换数据无非是两种办法：同享内存加互斥锁；先进先出(FIFO)将资源分配给等候时间最长的线程。
同享内存加互斥锁是C++等其他言语选用的并发线程交换数据的办法，在高并发的场景下有时分难以正确的运用，特别是在超大型、巨型的程序中，简单带来难以察觉的隐藏的问题。Go言语选用的是后者，引入channel以先进先出(FIFO)将资源分配给等候时间最长的goroutine，尽量消除数据竞赛，让程序以尽可能次序一致的办法运转。
关于理解让程序尽量次序一致的含义，能够看看Go言语内存模型选用的一个传统的根据happens-before对读写竞赛的定义：
1.修改由多个goroutines一起拜访的数据的程序必须串行化这些拜访。
2.为了完结串行拜访, 需求运用channel操作或其他同步原语(如sync和sync/atomic包中的原语)来维护数据。
3.go语句创立一个goroutine，必定产生在goroutine履行之前。
4.往一个channel中发送数据，必定产生在从这个channel 读取这个数据完结之前。
5.一个channel的封闭，必定产生在从这个channel读取到零值数据（这儿指由于close而回来的零值数据）之前。
6.从一个无缓冲channel的读取数据，必定产生在往这个channel发送数据完结之前。
假如违反了这种定义，Go会让程序直接panic或堵塞，无法往后履行。
有人说，Go没有选用同享内存加互斥锁进行协程之间的通讯，是由于这种办法功能太差，其实不是，由于channel实质也是一个有锁的行列，选用channel进行协程之间的通讯，首要是为了减少数据竞赛，在大型程序、高并发的杂乱场景下，以简略的原理完结的组件，更能让程序尽量按契合预期的、不易出错的办法履行。
Go 中用于并发协程同步数据的组件首要分为 2 大类，一个是 sync 和sync/atomic包里边的，如sync.Mutex、sync.RWMutex、sync.WaitGroup等，另一个是 channel。只要channel才是Go言语引荐的并发同步的办法，是一等公民，用户运用channel乃至不需求引入包名。
Channel结构
channel的底层数据结构是hchan，在src/runtime/chan.go 中。
type hchan struct {
qcount uint // 行列中一切数据总数
dataqsiz uint // 循环行列巨细
buf unsafe.Pointer // 指向循环行列的指针
elemsize uint16 // 循环行列中元素的巨细
closed uint32 // chan是否封闭的标识
elemtype *_type // 循环行列中元素的类型
sendx uint // 已发送元素在循环行列中的方位
recvx uint // 已接纳元素在循环行列中的方位
recvq waitq // 等候接纳的goroutine的等候行列
sendq waitq // 等候发送的goroutine的等候行列
lock mutex // 控制chan并发拜访的互斥锁
}
qcount代表chan中现已接纳但还没被读取的元素的个数；
dataqsiz代表循环行列的巨细；
buf 是指向循环行列的指针，循环行列是巨细固定的用来寄存chan接纳的数据的行列；
elemtype 和 elemsiz 表明循环行列中元素的类型和元素的巨细；
sendx：待发送的数据在循环行列buffer中的方位索引；
recvx：待接纳的数据在循环行列buffer中的方位索引；
recvq 和 sendq 别离表明等候接纳数据的 goroutine 与等候发送数据的 goroutine；
sendq 和 recvq 存储了当时 Channel 由于缓冲区空间不足而堵塞的 Goroutine 列表，这些等候行列运用双向链表 waitq 表明，链表中一切的元素都是 sudog 结构：
type waitq struct {
first *sudog
last *sudog
}
sudog代表着等候行列中的一个goroutine，G与同步目标（指chan）关系是多对多的。一个 G 能够呈现在许多等候行列上，因而一个 G 可能有多个sudog。而且多个 G 可能正在等候同一个同步目标，因而一个目标可能有许多 sudog。sudog 是从特别池中分配出来的。运用 acquireSudog 和 releaseSudog 分配和开释它们。
创立Chan
Channel的创立会运用make关键字：
ch := make(chan int, 10)
编译器编译上述代码，在查看ir节点时，根据节点op不同类型，进行不同的查看，源码如下：
func walkExpr1(n ir.Node, init *ir.Nodes) ir.Node {
switch n.Op() {
......
case ir.OMAKECHAN:
n := n.(*ir.MakeExpr)
return walkMakeChan(n, init)
......
}
编译器会将 make(chan int, 10) 表达式转换成 OMAKE 类型的节点，并在类型查看阶段将 OMAKE 类型的节点转换成 OMAKECHAN 类型，该类型节点会调用walkMakeChan函数处理：
func walkMakeChan(n *ir.MakeExpr, init *ir.Nodes) ir.Node {
size := n.Len
fnname := "makechan64"
argtype := types.Types[types.TINT64]
if size.Type().IsKind(types.TIDEAL) || size.Type().Size() <= types.Types[types.TUINT].Size() {
fnname = "makechan"
argtype = types.Types[types.TINT]
}
return mkcall1(chanfn(fnname, 1, n.Type()), n.Type(), init, reflectdata.TypePtr(n.Type()), typecheck.Conv(size, argtype))
}
上述代码默认调用makechan64()函数。假如在make函数中传入的 channel size 巨细在 int 范围内，引荐运用 makechan()。由于 makechan() 在 32 位的平台上更快，用的内存更少。
makechan64() 办法在src/runtime/chan.go，只是判别一下传入的入参 size 是否还在 int 范围之内：
func makechan64(t *chantype, size int64) *hchan {
if int64(int(size)) != size {
panic(plainError("makechan: size out of range"))
}
return makechan(t, int(size))
}
终究创立 channel 调用的仍是runtime.makechan() 函数：
func makechan(t *chantype, size int) *hchan {
elem := t.elem
// 查看数据项巨细不能超过 64KB
if elem.size >= 1<<16 {
throw("makechan: invalid channel element type")
}
// 查看内存对齐是否正确
if hchanSize%maxAlign != 0 || elem.align > maxAlign {
throw("makechan: bad alignment")
}
// 缓冲区巨细查看，判别是否溢出
mem, overflow := math.MulUintptr(elem.size, uintptr(size))
if overflow || mem > maxAlloc-hchanSize || size < 0 {
panic(plainError("makechan: size out of range"))
}
var c *hchan
switch {
case mem == 0:
// 行列或许元素巨细为 zero 时，无须创立buf环形行列.
c = (*hchan)(mallocgc(hchanSize, nil, true))
// 竞态查看，利用这个地址进行同步操作.
c.buf = c.raceaddr()
case elem.ptrdata == 0:
// 元素不是指针，分配一块接连的内存给hchan数据结构和缓冲区buf
c = (*hchan)(mallocgc(hchanSize+mem, nil, true))
// 表明hchan后面在内存里紧跟着便是buf环形行列
c.buf = add(unsafe.Pointer(c), hchanSize)
default:
// 元素包括指针，单独分配环形行列buf
c = new(hchan)
c.buf = mallocgc(mem, elem, true)
}
// 设置元素个数、元素类型给创立的chan
c.elemsize = uint16(elem.size)
c.elemtype = elem
c.dataqsiz = uint(size)
lockInit(&c.lock, lockRankHchan)
if debugChan {
print("makechan: chan=", c, "; elemsize=", elem.size, "; dataqsiz=", size, "\n")
}
return c
}
上面这段 makechan() 代码首要意图是生成 *hchan 目标。要点关注 switch-case 中的 3 种状况：
1.当行列或许元素巨细为 0 时，调用 mallocgc() 在堆上为 channel 拓荒一段巨细为 hchanSize 的内存空间；
2.当元素类型不是指针类型时，调用 mallocgc() 在堆上为 channel 和底层 buf 缓冲区数组拓荒一段巨细为 hchanSize + mem 接连的内存空间；
3.默认状况元素类型中有指针类型，调用 mallocgc() 在堆上别离为 channel 和 buf 缓冲区分配内存。
这儿需求解说下：当存储在 buf 中的元素不包括指针时，hchan 中也不包括 GC 关怀的指针。buf 指向一段相同元素类型的内存，elemtype 固定不变。遭到废物收回器的限制，指针类型的缓冲 buf 需求单独分配内存。
channel本身是引证类型，其创立全部调用的是 mallocgc()，在堆上拓荒的内存空间，阐明 channel 本身会被 GC 主动收回。
发送数据
向 channel 中发送数据运用 ch <- 1 代码，编译器在编译它时，会把它解析成OSEND节点：
func walkExpr1(n ir.Node, init *ir.Nodes) ir.Node {
switch n.Op() {
......
case ir.OSEND:
n := n.(*ir.SendStmt)
return walkSend(n, init)
......
}
对OSEND节点会调用 walkSend()函数处理：
func walkSend(n *ir.SendStmt, init *ir.Nodes) ir.Node {
n1 := n.Value
n1 = typecheck.AssignConv(n1, n.Chan.Type().Elem(), "chan send")
n1 = walkExpr(n1, init)
n1 = typecheck.NodAddr(n1)
return mkcall1(chanfn("chansend1", 2, n.Chan.Type()), nil, init, n.Chan, n1)
}
运转时的chansend1()函数实际调用的是chansend()：
func chansend1(c *hchan, elem unsafe.Pointer) {
chansend(c, elem, true, getcallerpc())
}
chansend()函数的首要逻辑是：
1.在chan为 nil 未初始化的状况下，关于select这种非堵塞的发送，直接回来 false；关于堵塞的发送，将 goroutine 挂起，而且永久不会回来。
func chansend(c *hchan, ep unsafe.Pointer, block bool, callerpc uintptr) bool {
// 假如chan为nil
if c == nil {
// 关于select这种非堵塞的发送,直接回来
if !block {
return false
}
// 关于堵塞的通道，将 goroutine 挂起
gopark(nil, nil, waitReasonChanSendNilChan, traceEvGoStop, 2)
throw("unreachable")
}
......
}
2.非堵塞发送的状况下，当 channel 不为 nil，而且 channel 没有封闭时，假如没有缓冲区且没有接纳者receiver，或许缓冲区现已满了，回来 false。
if !block && c.closed == 0 && full(c) {
return false
}
full() 办法作用是判别在 channel 上发送是否会堵塞，用来判别的参数是qcount，c.recvq.first，dataqsiz，前两个变量都是单字长的，所以对它们单个值的读操作是原子性的。dataqsiz字段，它在创立完 channel 今后是不可变的，因而它能够安全的在恣意时刻读取。
func full(c *hchan) bool {
// 假如循环行列巨细为0
if c.dataqsiz == 0 {
// 假定指针读取是近似原子性的，这儿用来判别没有接纳者
return c.recvq.first == nil
}
// 行列满了
return c.qcount == c.dataqsiz
}
3.接下来，对chan加锁，判别chan不是封闭状况，再从recvq行列中取出一个接纳者，假如接纳者存在，则直接向它发送消息，绕过循环行列buf，此刻，由于有接纳者存在，则循环行列buf必定是空的。
......
// 对chan加锁
lock(&c.lock)
// 查看chan是否封闭
if c.closed != 0 {
unlock(&c.lock)
panic(plainError("send on closed channel"))
}
// 从 recvq 中取出一个接纳者
if sg := c.recvq.dequeue(); sg != nil {
// 假如接纳者存在，直接向该接纳者发送数据，绕过循环行列buf
send(c, sg, ep, func() { unlock(&c.lock) }, 3)
return true
}
......
send() 函数首要完结了 2 件事：调用 sendDirect() 函数将数据复制到了接纳者的内存地址上；调用 goready() 将等候接纳的堵塞 goroutine 的状况从 Gwaiting 或许 Gscanwaiting 改变成 Grunnable。
func send(c *hchan, sg *sudog, ep unsafe.Pointer, unlockf func(), skip int) {
......
if sg.elem != nil {
// 直接把要发送的数据复制到receiver的内存地址
sendDirect(c.elemtype, sg, ep)
sg.elem = nil
}
gp := sg.g
unlockf()
gp.param = unsafe.Pointer(sg)
sg.success = true
if sg.releasetime != 0 {
sg.releasetime = cputicks()
}
// 唤醒等候的接纳者goroutine
goready(gp, skip+1)
}
4.回到chansend()办法，接下来是有缓冲区的异步发送的逻辑。
// 假如缓冲区没有满，直接将要发送的数据复制到缓冲区
if c.qcount < c.dataqsiz {
// 找到要发送数据到循环行列buf的索引方位
qp := chanbuf(c, c.sendx)
......
// 数据复制到循环行列中
typedmemmove(c.elemtype, qp, ep)
// 将待发送数据索引加1，由于是循环行列，假如到了结尾，从0开始
c.sendx++
if c.sendx == c.dataqsiz {
c.sendx = 0
}
// chan中元素个数加1，开释锁回来true
c.qcount++
unlock(&c.lock)
return true
}
假如缓冲区buf还没有满，调用 chanbuf() 获取 sendx 索引的元素指针值。调用 typedmemmove() 办法将发送的值复制到缓冲区 buf 中。复制完结，增加 sendx 索引下标值和 qcount 个数。
5.假如履行前面的进程还没有成功发送，就表明缓冲区没有空间了，而且也没有任何接纳者在等候。后面需求将 goroutine 挂起然后等候新的接纳者了。
// 缓冲区没有空间，关于select这种非堵塞调用直接回来false
if !block {
unlock(&c.lock)
return false
}
// 下面的逻辑是将当时goroutine挂起
// 调用 getg()办法获取当时goroutine的指针，用于绑定给一个 sudog
gp := getg()
// 调用 acquireSudog()办法获取一个 sudog，可能是新建的 sudog，也有可能是从缓存中获取的。设置好sudog要发送的数据和状况。比如发送的 Channel、是否在 select 中和待发送数据的内存地址等等。
mysg := acquireSudog()
mysg.releasetime = 0
if t0 != 0 {
mysg.releasetime = -1
}
mysg.elem = ep
mysg.waitlink = nil
mysg.g = gp
mysg.isSelect = false
mysg.c = c
gp.waiting = mysg
gp.param = nil
// 调用 c.sendq.enqueue 办法将装备好的 sudog 参加待发送的等候行列
c.sendq.enqueue(mysg)
atomic.Store8(&gp.parkingOnChan, 1)
// 调用gopark办法挂起当时goroutine，状况为waitReasonChanSend，堵塞等候channel接纳者的激活
gopark(chanparkcommit, unsafe.Pointer(&c.lock), waitReasonChanSend, traceEvGoBlockSend, 2)
// 终究，KeepAlive() 保证发送的值保持活动状况，直到接纳者将其复制出来
KeepAlive(ep)
6.chansend()办法终究的代码是当goroutine唤醒今后，免除堵塞的状况。
func chansend(c *hchan, ep unsafe.Pointer, block bool, callerpc uintptr) bool {
......
if mysg != gp.waiting {
throw("G waiting list is corrupted")
}
gp.waiting = nil
gp.activeStackChans = false
closed := !mysg.success
gp.param = nil
if mysg.releasetime > 0 {
blockevent(mysg.releasetime-t0, 2)
}
mysg.c = nil
releaseSudog(mysg)
if closed {
if c.closed == 0 {
throw("chansend: spurious wakeup")
}
panic(plainError("send on closed channel"))
}
return true
}
综上所述：
1.首要select这种非堵塞的发送，判别两种状况；
2.然后是一般的堵塞调用，先判别recvq等候接纳行列是否为空，不为空阐明缓冲区中没有内容或许是一个无缓冲channel；
3.假如recvq有接纳者，则缓冲区必定为空，直接从recvq中取出一个goroutine，然后写入数据，接着唤醒 goroutine，完毕发送进程；
4.假如缓冲区有空余的方位，写入数据到缓冲区，完结发送；
5.假如缓冲区满了，那么就把发送数据的goroutine放到sendq中，进入睡觉，等候该goroutine被唤醒。
接纳数据
从channel中接纳数据的代码是：
i <- ch
i, ok <- ch
经过编译器的处理，会解析成ORECV节点，后者会在类型查看阶段被转换成 OAS2RECV 类型。终究，这两种不同的 channel 接纳办法会转换成 runtime.chanrecv1 和 runtime.chanrecv2 两种不同函数的调用，可是终究中心逻辑仍是在 runtime.chanrecv 中。
下面直接看chanrecv()办法的逻辑：
1.chanrecv()办法有两个回来值，selected, received bool，前者表明是否接纳到值，后者表明接纳的值是否封闭后发送的。有三种状况：假如是非堵塞的状况，没有数据能够接纳，则回来 (false,flase)；假如 chan 现已封闭了，将 ep 指向的值置为 0值，而且回来 (true, false)；其它状况回来值为 (true,true)，表明成功从 chan 中获取到了数据，且是chan未封闭发送。
// If block == false and no elements are available, returns (false, false).
// Otherwise, if c is closed, zeros *ep and returns (true, false).
// Otherwise, fills in *ep with an element and returns (true, true).
func chanrecv(c *hchan, ep unsafe.Pointer, block bool) (selected, received bool) {
......
}
2.首要判别假如chan为空，且是select这种非堵塞调用，那么直接回来 (false,false)，不然堵塞当时的goroutine。
func chanrecv(c *hchan, ep unsafe.Pointer, block bool) (selected, received bool) {
......
// 假如c为空
if c == nil {
// 假如c为空且是非堵塞调用，那么直接回来 (false,false)
if !block {
return
}
//堵塞当时的goroutine
gopark(nil, nil, waitReasonChanReceiveNilChan, traceEvGoStop, 2)
throw("unreachable")
}
......
}
3.假如是非堵塞调用，经过empty()办法原子判别是无缓冲chan或许是chan中没有数据且chan没有封闭，则回来（false,false），假如chan封闭，为了防止查看期间的状况改变，二次调用empty()进行原子查看，假如是无缓冲chan或许是chan中没有数据，回来 (true, false)，这儿的第一个true表明chan封闭后读取的 0 值。
//非堵塞调用，经过empty()判别是无缓冲chan或许是chan中没有数据
if !block && empty(c) {
// 假如chan没有封闭，则直接回来 (false, false)
if atomic.Load(&c.closed) == 0 {
return
}
// 假如chan封闭, 为了防止查看期间的状况改变，二次调用empty()进行原子查看，假如是无缓冲chan或许是chan中没有数据，回来 (true, false)
if empty(c) {
if raceenabled {
raceacquire(c.raceaddr())
}
if ep != nil {
typedmemclr(c.elemtype, ep)
}
return true, false
}
}
func empty(c *hchan) bool {
// c.dataqsiz 是不可变的
if c.dataqsiz == 0 {
return atomic.Loadp(unsafe.Pointer(&c.sendq.first)) == nil
}
return atomic.Loaduint(&c.qcount) == 0
}
4.接下来堵塞调用的逻辑，chanrecv办法对chan加锁，判别chan假如现已封闭，而且chan中没有数据，回来 (true,false)，这儿的第一个true表明chan封闭后读取的 0 值。
......
// 对chan加锁
lock(&c.lock)
// 假如现已封闭，而且chan中没有数据，回来 (true,false)
if c.closed != 0 && c.qcount == 0 {
if raceenabled {
raceacquire(c.raceaddr())
}
unlock(&c.lock)
if ep != nil {
typedmemclr(c.elemtype, ep)
}
return true, false
}
......
5.接下来，从发送行列中获取一个等候发送的 goroutine，即取出等候行列队头的 goroutine。假如缓冲区的巨细为 0，则直接从发送方接纳值。不然，对应缓冲区满的状况，从行列的头部接纳数据，发送者的值添加到行列的结尾（此刻行列已满，因而两者都映射到缓冲区中的同一个下标）。这儿需求注意，由于有发送者在等候，所以假如有缓冲区，那么缓冲区必定是满的。
......
// 从发送者行列获取等候发送的 goroutine
if sg := c.sendq.dequeue(); sg != nil {
//在 channel 的发送行列中找到了等候发送的 goroutine，取出队头等候的 goroutine。假如缓冲区的巨细为 0，则直接从发送方接纳值。不然，对应缓冲区满的状况，从行列的头部接纳数据，发送者的值添加到行列的结尾（此刻行列已满，因而两者都映射到缓冲区中的同一个下标）
recv(c, sg, ep, func() { unlock(&c.lock) }, 3)
return true, true
}
func recv(c *hchan, sg *sudog, ep unsafe.Pointer, unlockf func(), skip int) {
if c.dataqsiz == 0 {
if raceenabled {
racesync(c, sg)
}
if ep != nil {
// 从发送者sender里边复制数据
recvDirect(c.elemtype, sg, ep)
}
} else {
// 行列是满的
qp := chanbuf(c, c.recvx)
if raceenabled {
racenotify(c, c.recvx, nil)
racenotify(c, c.recvx, sg)
}
// 从缓冲区复制数据给接纳者receiver
if ep != nil {
typedmemmove(c.elemtype, ep, qp)
}
// 从发送者sender复制数据到缓冲区
typedmemmove(c.elemtype, qp, sg.elem)
c.recvx++
if c.recvx == c.dataqsiz {
c.recvx = 0
}
c.sendx = c.recvx // c.sendx = (c.sendx+1) % c.dataqsiz
}
sg.elem = nil
gp := sg.g
unlockf()
gp.param = unsafe.Pointer(sg)
sg.success = true
if sg.releasetime != 0 {
sg.releasetime = cputicks()
}
// 唤醒发送者
goready(gp, skip+1)
}
recv()办法先判别chan是否无缓冲，假如是，则直接从发送者sender那里复制数据，假如有缓存区，由于有发送者，此刻缓冲区的循环行列必定是满的，会先从缓冲区复制数据给接纳者receiver，然后将发送者的数据复制到缓冲区，满足FIFO。终究，唤醒发送者的goroutine。
6.接下来，是异步接纳逻辑，假如缓冲区有数据，直接从缓冲区接纳数据，行将缓冲区recvx指向的数据复制到ep接纳地址，而且将recvx加1。
......
// 假如缓冲区有数据
if c.qcount > 0 {
// 直接从缓冲区接纳数据
qp := chanbuf(c, c.recvx)
if raceenabled {
racenotify(c, c.recvx, nil)
}
// 接纳数据地址ep不为空，直接从缓冲区复制数据到ep
if ep != nil {
typedmemmove(c.elemtype, ep, qp)
}
typedmemclr(c.elemtype, qp)
// 待接纳索引加1
c.recvx++
// 循环行列，假如到了结尾，从0开始
if c.recvx == c.dataqsiz {
c.recvx = 0
}
// 缓冲区数据减1
c.qcount--
unlock(&c.lock)
return true, true
}
......
7.然后，是缓冲区没有数据的状况；假如是select这种非堵塞读取的状况，直接回来(false, false)，表明获取不到数据；不然，会获取sudog绑定当时接纳者goroutine，调用gopark()挂起当时接纳者goroutine，等候chan的其他发送者唤醒。
......
// 假如是select非堵塞读取的状况，直接回来(false, false)
if !block {
unlock(&c.lock)
return false, false
}
// 没有发送者，挂起当时goroutine
// 获取当时 goroutine 的指针，用于绑定给一个 sudog
gp := getg()
// 调用 acquireSudog() 办法获取一个 sudog，可能是新建的 sudog，也有可能是从缓存中获取的。设置好 sudog 要发送的数据和状况
mysg := acquireSudog()
mysg.releasetime = 0
if t0 != 0 {
mysg.releasetime = -1
}
mysg.elem = ep
mysg.waitlink = nil
gp.waiting = mysg
mysg.g = gp
mysg.isSelect = false
mysg.c = c
gp.param = nil
// 将装备好的 sudog 参加待发送的等候行列
c.recvq.enqueue(mysg)
atomic.Store8(&gp.parkingOnChan, 1)
// 挂起当时 goroutine
gopark(chanparkcommit, unsafe.Pointer(&c.lock), waitReasonChanReceive, traceEvGoBlockRecv, 2)
......
8.终究，当时goroutine被唤醒，完结chan数据的接纳，之后进行参数查看，免除chan绑定，并开释sudog。
func chanrecv(c *hchan, ep unsafe.Pointer, block bool) (selected, received bool) {
......
// 当时goroutine被唤醒，完结chan数据的接纳，之后进行参数查看，免除chan绑定，并开释sudog
if mysg != gp.waiting {
throw("G waiting list is corrupted")
}
gp.waiting = nil
gp.activeStackChans = false
if mysg.releasetime > 0 {
blockevent(mysg.releasetime-t0, 2)
}
success := mysg.success
gp.param = nil
mysg.c = nil
releaseSudog(mysg)
return true, success
}
综上剖析，从chan接纳数据的流程如下：
1.也是先判别select这种非堵塞接纳的两种状况（block为false）；然后是加锁进行堵塞调用的逻辑；
2.同步接纳：假如发送者行列sendq不为空，且没有缓存区，直接从sendq中取出一个goroutine，读取当时goroutine中的消息，唤醒goroutine, 完毕读取的进程；
3.同步接纳：假如发送者行列sendq不为空，阐明缓冲区现已满了，移动recvx指针的方位，取出一个数据，一起在sendq中取出一个goroutine，复制里边的数据到buf中，完毕当时读取；
4.异步接纳：假如发送者行列sendq为空，且缓冲区有数据，直接在缓冲区取出数据，完结本次读取；
5.堵塞接纳：假如发送者行列sendq为空，且缓冲区没有数据。将当时goroutine参加recvq，进入睡觉，等候被发送者goroutine唤醒。
封闭Chan
封闭chan的代码是close(ch)，编译器会将其转为调用 runtime.closechan() 办法。
func closechan(c *hchan) {
// 假如chan为空，此刻封闭它会panic
if c == nil {
panic(plainError("close of nil channel"))
}
// 加锁
lock(&c.lock)
// 假如chan现已封闭了，再次封闭它会panic
if c.closed != 0 {
unlock(&c.lock)
panic(plainError("close of closed channel"))
}
if raceenabled {
callerpc := getcallerpc()
racewritepc(c.raceaddr(), callerpc, abi.FuncPCABIInternal(closechan))
racerelease(c.raceaddr())
}
// 设置chan的closed状况为封闭
c.closed = 1
// 声明一个寄存一切接纳者和发送者goroutine的list
var glist gList
//获取recvq里的一切接纳者
for {
sg := c.recvq.dequeue()
if sg == nil {
break
}
if sg.elem != nil {
typedmemclr(c.elemtype, sg.elem)
sg.elem = nil
}
if sg.releasetime != 0 {
sg.releasetime = cputicks()
}
gp := sg.g
gp.param = unsafe.Pointer(sg)
sg.success = false
if raceenabled {
raceacquireg(gp, c.raceaddr())
}
// 放入行列glist中
glist.push(gp)
}
// 获取一切发送者
for {
sg := c.sendq.dequeue()
if sg == nil {
break
}
sg.elem = nil
if sg.releasetime != 0 {
sg.releasetime = cputicks()
}
gp := sg.g
gp.param = unsafe.Pointer(sg)
sg.success = false
if raceenabled {
raceacquireg(gp, c.raceaddr())
}
// 放入行列glist中
glist.push(gp)
}
unlock(&c.lock)
// 唤醒一切的glist中的goroutine
for !glist.empty() {
gp := glist.pop()
gp.schedlink = 0
goready(gp, 3)
}
}
封闭chan的进程是：
1.先查看反常状况，当 Channel 是一个 nil 空指针或许封闭一个现已封闭的 channel 时，Go 言语运转时都会直接 panic。
2.封闭的首要工作是开释一切的接纳者和发送者：将一切的接纳者 readers 的 sudog 等候行列（recvq）参加到待清除行列 glist 中。注意这儿是先收回接纳者，由于从一个封闭的 channel 中读数据，不会产生 panic，顶多读到一个默认零值。再收回发送者 senders，将发送者的等候行列 sendq 中的 sudog 放入待清除行列 glist 中。注意这儿可能会产生 panic，由于往一个封闭的 channel 中发送数据，会产生 panic。
总结
Channel是根据有锁行列完结数据在不同协程之间传输的通道，数据传输的办法其实便是值传递，引证类型数据的传递是地址复制。
有别于经过同享内存加锁的办法在协程之间传输数据，经过channel传递数据，这些数据的一切权也能够在goroutine之间传输。当 goroutine 向 channel 发送值时，我们能够看到 goroutine 开释了一些值的一切权。当一个 goroutine 从一个 channel 接纳到一个值时，能够看到 goroutine 获得了一些值的一切权。
channel常见的读写反常状况如下表所示：
| channel操作 | chan为nil | 封闭的chan | 非空、未封闭的chan |
| 读 <- chan | 堵塞 | 里边的内容读完了，之后获取到的是类型的零值 | 堵塞或正常读取数据。缓冲型 channel 为空或非缓冲型 channel 没有等候发送者时会堵塞 |
| 写 chan <- | 堵塞 | panic | 堵塞或正常写入数据。非缓冲型 channel 没有等候接纳者或缓冲型 channel buf 满时会被堵塞 |
| 封闭 close(chan) | panic | panic | 封闭成功 |
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