原文链接 https://liutaihua.github.io/2014/07/18/%E4%BA%8C-goroutine-and-channel-in-golang.html
注：以下为加速网络访问所做的原文缓存，经过重新格式化，可能存在格式方面的问题，或偶有遗漏信息，请以原文为准。
上代码: {{% highlight c++ %}} package main import ( "fmt" )
func xrange() chan int { var ch chan int = make(chan int) go func() { for i := 2; ; i++ { fmt.Printf("xrange about to send %d\n", i) ch <- i //#1 } }() return ch }
func filter(in chan int, number int) chan int { out := make(chan int) go func() { for { i := <-in //#2 fmt.Printf("filter%d received %d\n", number, i) if i%number != 0 { out <- i //#3 } } }() return out }
func main() {
nums := xrange()
number := <-nums //#4
max := 100
for number <= max {
fmt.Println(number)
nums = filter(nums, number)
number = <-nums //#5
}
}
{{% endhighlight %}}
也可以直接访问: http://play.golang.org/p/gB7g_Aq5S8 看代码
上面代码是使用goroutine + chan数据类型, 找出100以内的素数.
代码包含2个chan数据结构变量 ch和out
每次调用filter函数, 就会生成一个goroutine, 假设当number=2时调用的filter产生的我们姑且叫它为filter2, 依次就会有filter3 ... filterN
代码运行之后的过程大概是:
1, 生成一个顺序整数序列nums, 类型是channel.
2, 读取nums, 被阻塞, 协程跳转到xrange中的生产, 最终第一次读取到整数2, 赋值给number;
3, 调用filter方法, 此时number=2; filter2产生一个goroutine, 由于filter方法的第一个参数就是nums这个信道, 那么在filter2的goroutine里代码执行到 #2位置时, 阻塞, 等待xrange中生产下一个整数:3, 经过计算后, 整数3胜出了, 此时应当是 #5位置的信道读取阻塞, 然后会切换到 #3 等待刚刚胜出的整数3被send进out这个信道; filter2进入随后继续的循环中, 暂且放下这里的逻辑;
4, 当out信道有元素了, #5 位置的读取成功了, number变量被赋值为3; 3这个素数被找出来了; 同时nums变量所代表的ch这个信道channel, 被filter2中的out信道所重赋值. 为了清晰的分清nums这个chan和filter 返回的chan, 可以将main部分代码改下为:
{{% highlight c++ %}} func main() { nums := xrange() number := <-nums is_first_loop := true var out chan int for number <= 20 { fmt.Println(number) if is_first_loop { out = filter(nums, number) } else { out = filter(out, number) } is_first_loop = false number = <-out }
} {{% endhighlight %}}
- 5, main方法中进入下一个循环, 带着number=3的情况再次调用filter, 产生了一个新的goroutine: filter3, 注意,此时的nums注意,nums已经是filter2中的out了, 有此filter3和filter2被一个信道串起来了, 这个信道究竟是哪个呢, 就是filter2返回的变量out, 由于filter2, filter3这2个goroutine中涉及到同一个channel信道, 因此对于这个信道的操作会讲filter2, filter3变成串行逻辑; 这里给filter2和filter3之间串起来的信道虚拟一个命名叫做 filter2_pipe_filter3吧;
(从上面改写后的mian代码中, 更好区别这一点了, xrange中的chan只和filter2的 #2 位置的读取串行一个信道, 而其他的filter goroutine都是用 filterN中的out 这个chan 串行 filter(N+1)也就是filterN的下一个filter, 的 #2 位置串行一个信道, 依次链接成一个类似链表一样的串行. )
6, 接下来协程应该被执行到了filter3的 #2 位置, 照样进行chan的读取会阻塞, 由于filter2, filter3用同一个信道了, 因此协程跳转到filter2中等待 #3 位置的send, 逻辑重回filter2, 继续开始了之前filter2中未完的循环,
filter2再次读取一次 <-in 这里的in呢是第一次调用filter时的参数nums, 所以filter2中的 #2 位置中的 <-in操作其实是针对xrange中的ch信道, ch信道生产下一个整数4, 整数4可以被2整除因此它不是一个素数, filter2继续再次循环, xrange产生整数5, 整数5是素数胜出, 准备写入之前所说的 filter2_pipe_filter3, filter2在 #3 位置阻塞, 协程跳转到filter3中的 #2位置读取, 读到整数5, 整数5对3做计算, 胜出了. 被写入filter3的out信道, 返回给main函数中的调用..7, main中带着number=5的情况, 进入下一个循环, 开启filter5, 而filter5又类似会和filter3返回的out这个信道建立一个串行信道, 我们一样给个虚拟的名字叫做: filter3_pipe_filter5, filter5开始 #2 位置 <-in的读取, 被阻塞, 协程回filter3, 3在#2的位置一样会被阻塞, 回filter2, 2的 #2 位置阻塞回 xrange中的#1, xrange产生下一个数字6, 由于6在filter2中被筛选了, 会再次让xrange产生数字7, 7在filter2中胜出, 写入filter2_pipe_filter3, 在filter3中被读到, 再一次在filter3中胜出, 写入filter3_pipe_filter5, 被filter5读到, 最终胜出, 协程返回给main, main开始带着number=7, 生成filter7, 后续一直循环这个过程...
8, end: 最终会生成很多这种 filter(N-1)__pipe_filterN 的串行于2个goroutine之间的桥梁似的信道, X和Y彼此阻塞等待彼此的写入和读取, filter(N-1)_pipe_filterN 中filterN因为只要一读取就会被阻塞在 #2 位置, 唤醒filter(N-1), filter(N-1)一样在读, 依次 N-2, N-3, N-4 ... 直到xrange产生下一个整数, 这个整数就像一片叶子, 流经这些filter, 被filter拿着它依次除以小于自己的其他数, 只要它在其中任意一个filter点被过滤掉, 那么阻塞会让协程再次进入xrange做再下一次的整数生产...
Golang的 goroutine和channel真的算是语言变革了, 虽然类似channel信道这种方式在很多其他语言中有类似实现的库, 但Golang把它直接整合进语言本身的特性, 而且更加简洁.
整个过程就像一个链表, 链表中单个node的数据结构类似于:
type node struct { filter_NO int left *node(filter_NO-1).right right *node(filter_NO+1).left } {{% endhighlight %}}
这些node的left和它的上一个节点的right搭在一起形成一个golang的信道, 准确的说是golang的串行信道.
DONE