《Go语言圣经》无缓存channel和带缓存channel

《Go语言圣经》无缓存channel和带缓存channel

• Channel 分为两种：带缓冲、不带缓冲。对不带缓冲的 channel 进行的操作实际上可以看作 “同步模式”，带缓冲的则称为 “异步模式”。

无缓冲通道示例（同步模式）

无缓冲通道要求发送和接收操作必须同时准备好，否则会阻塞当前协程。以下是一个简单的生产者-消费者示例：

package main

import "fmt"

func main() {
    ch := make(chan int) // 创建无缓冲通道

    // 生产者协程
    go func() {
        for i := 0; i < 3; i++ {
            fmt.Printf("发送: %d\n", i)
            ch <- i // 发送操作会阻塞，直到有接收者
        }
        close(ch) // 关闭通道
    }()

    // 消费者协程
    go func() {
        for num := range ch {
            fmt.Printf("接收: %d\n", num)
            // 模拟处理时间
            // time.Sleep(time.Second)
        }
    }()

    // 主协程等待一段时间，确保子协程完成
    // time.Sleep(5 * time.Second)
}

输出结果（同步阻塞）：

发送: 0
接收: 0
发送: 1
接收: 1
发送: 2
接收: 2

关键点：

1. 发送操作 ch <- i 会阻塞，直到有接收者准备好。
2. 接收操作 <-ch 也会阻塞，直到有数据发送过来。
3. 发送和接收必须严格配对，形成“同步接力”。

有缓冲通道示例（异步模式）

有缓冲通道允许在缓冲区未满时进行非阻塞发送，在缓冲区非空时进行非阻塞接收。修改上面的代码：

package main

import "fmt"

func main() {
    ch := make(chan int, 2) // 创建容量为2的缓冲通道

    // 生产者协程
    go func() {
        for i := 0; i < 3; i++ {
            fmt.Printf("发送: %d (len=%d, cap=%d)\n", i, len(ch), cap(ch))
            ch <- i // 缓冲区未满时不会阻塞
        }
        close(ch) // 关闭通道
    }()

    // 消费者协程
    go func() {
        // 模拟延迟接收
        // time.Sleep(2 * time.Second)
        
        for num := range ch {
            fmt.Printf("接收: %d (len=%d, cap=%d)\n", num, len(ch), cap(ch))
        }
    }()

    // 主协程等待一段时间，确保子协程完成
    // time.Sleep(5 * time.Second)
}

输出结果（异步非阻塞）：

发送: 0 (len=0, cap=2)
发送: 1 (len=1, cap=2)
发送: 2 (len=2, cap=2)  // 缓冲区已满，阻塞直到有接收
接收: 0 (len=1, cap=2)
接收: 1 (len=0, cap=2)
接收: 2 (len=0, cap=2)

关键点：

1. 发送操作在缓冲区未满时不会阻塞（如发送0和1）。
2. 当缓冲区满时（如发送2），发送操作会阻塞，直到缓冲区有空间。
3. 接收操作从缓冲区取出数据，减少 len(ch) 的值。
4. 通过 len(ch) 和 cap(ch) 可以监控缓冲区状态。

应用场景对比

场景	无缓冲通道	有缓冲通道
同步要求	强制同步（发送/接收必须配对）	异步（缓冲区允许临时存储数据）
并发控制	严格控制执行顺序	允许一定程度的并发
背压处理	天然支持（发送方会被阻塞）	需要手动处理（监控缓冲区状态）
适用场景	精确同步（如接力任务）	生产者-消费者模型（解耦生产和消费）

通过调整通道的缓冲大小，可以灵活控制并发程序的行为。无缓冲通道像“实时接力”，而有缓冲通道像“传送带”。