这篇文章总结了channel的11种常用操作，以一个更高的视角看待channel，会给大家带来对channel更全面的认识。
在介绍11种操作前，先简要介绍下channel的使用场景、基本操作和注意事项。
channel的使用场景 把channel用在数据流动的地方 ：
消息传递、消息过滤
信号广播
事件订阅与广播
请求、响应转发
任务分发
结果汇总
并发控制
同步与异步
…
channel的基本操作和注意事项 channel存在3种状态：
nil，未初始化的状态，只进行了声明，或者手动赋值为nil
active，正常的channel，可读或者可写
closed，已关闭，千万不要误认为关闭channel后，channel的值是nil
channel可进行3种操作：
读
写
关闭
把这3种操作和3种channel状态可以组合出9种情况：
操作
nil的channel
正常channel
已关闭channel
<- ch
阻塞
成功或阻塞
读到零值
ch <-
阻塞
成功或阻塞
panic
close(ch)
panic
成功
panic
对于nil通道的情况，也并非完全遵循上表，有1个特殊场景 ：当nil的通道在select的某个case中时，这个case会阻塞，但不会造成死锁。
参考代码请看：https://dave.cheney.net/2014/03/19/channel-axioms
下面介绍使用channel的10种常用操作。
1. 使用for range读channel 场景 当需要不断从channel读取数据时。
原理 使用for-range读取channel，这样既安全又便利，当channel关闭时，for循环会自动退出，无需主动监测channel是否关闭，可以防止读取已经关闭的channel，造成读到数据为通道所存储的数据类型的零值。
用法 1 2 3 for x := range ch{ fmt.Println(x) }
2. 使用v,ok := <-ch + select操作判断channel是否关闭 场景 v,ok := <-ch + select操作判断channel是否关闭
原理 ok的结果和含义：true：读到通道数据，不确定是否关闭，可能channel还有保存的数据，但channel已关闭。false：通道关闭，无数据读到。
从关闭的channel读值读到是channel所传递数据类型的零值，这个零值有可能是发送者发送的，也可能是channel关闭了。
_, ok := <-ch与select配合使用的，当ok为false时，代表了channel已经close。下面解释原因， _,ok := <-ch对应的函数是func chanrecv(c *hchan, ep unsafe.Pointer, block bool) (selected, received bool)，入参block含义是当前goroutine是否可阻塞，当block为false代表的是select操作，不可阻塞当前goroutine的在channel操作，否则是普通操作（即_, ok不在select中）。返回值selected代表当前操作是否成功，主要为select服务，返回received代表是否从channel读到有效值 。它有3种返回值情况：
block为false，即执行select时，如果channel为空，返回(false,false)，代表select操作失败，没接收到值。
否则，如果channel已经关闭，并且没有数据，ep即接收数据的变量设置为零值，返回(true,false)，代表select操作成功，但channel已关闭，没读到有效值。
否则，其他读到有效数据的情况，返回(true,ture)。
我们考虑_, ok := <-ch和select结合使用的情况。
情况1：当chanrecv返回(false,false)时，本质是select操作失败了，所以相关的case会阻塞，不会执行，比如下面的代码：
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 func main () ch := make (chan int ) select { case v, ok := <-ch: fmt.Printf("v: %v, ok: %v\n" , v, ok) default : fmt.Println("nothing" ) } }
情况2：下面的结果会是零值和false：
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 func main () ch := make (chan int ) close (ch) select { case v, ok := <-ch: fmt.Printf("v: %v, ok: %v\n" , v, ok) } }
情况3的received为true，即_, ok中的ok为true，不做讨论了，只讨论ok为false的情况。
最后ok为false的时候，只有情况2，此时channel必然已经关闭，我们便可以在select中用ok判断channel是否已经关闭。
用法 下面例子展示了，向channel写数据然后关闭，依然可以从已关闭channel读到有效数据，但channel关闭且没有数据时，读不到有效数据，ok为false，可以确定当前channel已关闭。
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 func main () ch := make (chan int , 1 ) ch <- 1 close (ch) print ("close channel\n" ) for { select { case v, ok := <-ch: print ("v: " , v, ", ok:" , ok, "\n" ) if !ok { print ("channel is close\n" ) return } default : print ("nothing\n" ) } } }
更多见golang_step_by_step/channel/ok 仓库中ok和select的示例，或者阅读channel源码。
3. 使用select处理多个channel 场景 需要对多个通道进行同时处理，但只处理最先发生的channel时
原理 select可以同时监控多个通道的情况，只处理未阻塞的case。当通道为nil时，对应的case永远为阻塞，无论读写。特殊关注：普通情况下，对nil的通道写操作是要panic的 。
用法 1 2 3 4 5 6 7 8 9 func (h *Handler) handle (job *Job) select { case h.jobCh<-job: return case <-h.stopCh: return } }
4. 使用channel的声明控制读写权限 场景 协程对某个通道只读或只写时
目的：
使代码更易读、更易维护，
防止只读协程对通道进行写数据，但通道已关闭，造成panic。
用法
如果协程对某个channel只有写操作，则这个channel声明为只写。
如果协程对某个channel只有读操作，则这个channe声明为只读。
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 func generator (int n) <-chan int outCh := make (chan int ) go func () for i:=0 ;i<n;i++{ outCh<-i } }() return outCh } func consumer (inCh <-chan int ) for x := range inCh { fmt.Println(x) } }
5. 使用缓冲channel增强并发 场景 异步
原理 有缓冲通道可供多个协程同时处理，在一定程度可提高并发性。
用法 1 2 3 4 5 ch1 := make (chan int ) ch2 := make (chan int , 0 ) ch3 := make (chan int , 1 )
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 func test () inCh := generator(100 ) outCh := make (chan int , 10 ) for i := 0 ; i < 5 ; i++ { go do(inCh, outCh) } for r := range outCh { fmt.Println(r) } } func do (inCh <-chan int , outCh chan <- int ) for v := range inCh { outCh <- v * v } }
6. 为操作加上超时 场景 需要超时控制的操作
原理 使用select和time.After，看操作和定时器哪个先返回，处理先完成的，就达到了超时控制的效果
用法 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 func doWithTimeOut (timeout time.Duration) (int , error) select { case ret := <-do(): return ret, nil case <-time.After(timeout): return 0 , errors.New("timeout" ) } } func do () <-chan int outCh := make (chan int ) go func () }() return outCh }
7. 使用time实现channel无阻塞读写 场景 并不希望在channel的读写上浪费时间
原理 是为操作加上超时的扩展，这里的操作是channel的读或写
用法 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 func unBlockRead (ch chan int ) (x int , err error) select { case x = <-ch: return x, nil case <-time.After(time.Microsecond): return 0 , errors.New("read time out" ) } } func unBlockWrite (ch chan int , x int ) (err error) select { case ch <- x: return nil case <-time.After(time.Microsecond): return errors.New("read time out" ) } }
注：time.After等待可以替换为default，则是channel阻塞时，立即返回的效果
8. 使用close(ch)关闭所有下游协程 场景 退出时，显示通知所有协程退出
原理 所有读ch的协程都会收到close(ch)的信号
用法 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 func (h *Handler) Stop () close (h.stopCh) } func (h *Handler) loop () error for { select { case req := <-h.reqCh: go handle(req) case <-h.stopCh: return } } }
9. 使用chan struct{}作为信号channel 场景 使用channel传递信号，而不是传递数据时
原理 没数据需要传递时，传递空struct
用法 1 2 3 4 5 6 type Handler struct { stopCh chan struct {} reqCh chan *Request }
10. 使用channel传递结构体的指针而非结构体 场景 使用channel传递结构体数据时
原理 channel本质上传递的是数据的拷贝，拷贝的数据越小传输效率越高，传递结构体指针，比传递结构体更高效
用法 1 2 3 4 reqCh chan *Request reqCh chan Request
11. 使用channel传递channel 场景 使用场景有点多，通常是用来获取结果。
原理 channel可以用来传递变量，channel自身也是变量，可以传递自己。
用法 下面示例展示了有序展示请求的结果，另一个示例可以见另外文章的版本3 。
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 package mainimport ( "fmt" "math/rand" "sync" "time" ) func main () reqs := []int {1 , 2 , 3 , 4 , 5 , 6 , 7 , 8 , 9 } outs := make (chan chan int , len (reqs)) var wg sync.WaitGroup wg.Add(len (reqs)) for _, x := range reqs { o := handle(&wg, x) outs <- o } go func () wg.Wait() close (outs) }() for o := range outs { fmt.Println(<-o) } } func handle (wg *sync.WaitGroup, a int ) chan int out := make (chan int ) go func () time.Sleep(time.Duration(rand.Intn(3 )) * time.Second) out <- a wg.Done() }() return out }
推荐阅读 本文介绍的channel特性，大多在过去的文章中已详细介绍，可按需求阅读。
Golang并发模型：并发协程的优雅退出 Golang并发模型：轻松入门select Golang并发模型：select进阶 Golang并发模型：轻松入门协程池 Golang并发模型：再也不愁选channel还是选锁
如果这篇文章对你有帮助，不妨关注下我的Github，有文章会收到通知。
本文作者：大彬
如果喜欢本文，随意转载，但请保留此原文链接：http://lessisbetter.site/2019/01/20/golang-channel-all-usage/
关注公众号，获取最新Golang文章。
一起学Golang-分享有料的Go语言技术
