详解channel 的内部实现是怎么样的?

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Channel 是 Go 语言中用于实现 goroutine 通信的方式之一,其内部实现是基于一个带缓存的队列。在创建 Channel 时,会分配一段队列空间,用于存储从生产者 goroutine 发送出来但尚未被消费者 goroutine 取走的值。

Channel 内部有两个计数器:发送计数器和接收计数器。当发送 goroutine 发送一个值时,发送计数器会被递增;当接收 goroutine 取走一个值时,接收计数器会递增。这两个计数器的值分别表示 Channel 中已发送但还未被接收的值的数量和已接收但还未被生产者 goroutine 更新的值的数量。

当队列满了之后,生产者 goroutine 会被阻塞,直到有消费者 goroutine 取走一个值;当队列为空时,消费者 goroutine 会被阻塞,直到有生产者 goroutine 发送一个值。

在实现上,Channel 中使用了 mutex 和条件变量来保证并发访问的正确性。对 Channel 的任何操作都要先获取 mutex,以避免并发访问时的竞争条件。同时,为了避免阻塞时浪费 CPU 资源,Channel 的实现使用了条件变量,当 Channel 状态发生变化时才会唤醒等待的 goroutine。

由于 Channel 内部使用了锁,所以在高并发场景下,使用 Channel 可能会成为瓶颈,不过 Channel 的使用方式简单且安全,能够有效地提高编程效率和程序可读性。