了解过go的都知道，go最为突出的优点就是它天然支持高并发，但是所有高并发情况都面临着一个很明显的问题，就是并发的多线程或多协程之间如何通信，而channel就是go中goroutine通信的‘管道’。
channel在go中时如何使用的
package main
import (
"fmt"
"os"
"os/signal"
"syscall"
"time"
)
var exit = make(chan string, 1)
func main() {
go dealSignal()
exited := make(chan struct{}, 1)
go channel1(exited)
count := 0
t := time.Tick(time.Second)
Loop:
for {
select {
case <-t:
count++
fmt.Printf("main run %d\n", count)
case <-exited:
fmt.Println("main exit begin")
break Loop
}
}
fmt.Println("main exit end")
}
func dealSignal() {
c := make(chan os.Signal, 1)
signal.Notify(c, os.Interrupt, syscall.SIGTERM)
go func() {
<-c
exit <- "shutdown"
}()
}
func channel1(exited chan<- struct{}) {
t := time.Tick(time.Second)
count := 0
for {
select {
case <-t:
count++
fmt.Printf("channel1 run %d\n", count)
case <-exit:
fmt.Println("channel1 exit")
close(exited)
return
}
}
}
这个例子首先并发出一个dealsign方法，用来接收关闭信号，如果接收到关闭信号后往exit channel发送一条消息，然后并发运行channel1，channel1中定了一个ticker，正常情况下channel1每秒打印第一个case语句，如果接收到exit的信号，进入第二个case，然后关闭传入的exited channel，那么main中的Loop，接收到exited关闭的信号后，打印“main exit begin”， 然后退出循环，进程成功退出。这个例子演示了channel在goroutine中起到的传递消息的作用。这个例子是为了向大家展示channel在多个goroutine之间进行通信。
Channel在底层是什么样的
type hchan struct {
qcount uint // total data in the queue；chan中的元素总数
dataqsiz uint // size of the circular queue；底层循环数组的size
buf unsafe.Pointer // points to an array of dataqsiz elements，指向底层循环数组的指针，只针对有缓冲的channel
elemsize uint16 //chan中元素的大小
closed uint32 //chan是否关闭
elemtype *_type // element type；元素类型
sendx uint // send index；已发送元素在循环数组中的索引
recvx uint // receive index；已接收元素在循环数组中的索引
recvq waitq // list of recv waiters，等待接收消息的goroutine队列
sendq waitq // list of send waiters，等待发送消息的goroutine队列
// lock protects all fields in hchan, as well as several
// fields in sudogs blocked on this channel.
//
// Do not change another G's status while holding this lock
// (in particular, do not ready a G), as this can deadlock
// with stack shrinking.
lock mutex
}
type waitq struct {
first *sudog
last *sudog
}
创建一个底层数组容量为5，元素类型为int，那么channel的数据结构如下图所示：
创建channel的时候到底发生了什么
创建channel的时候，其实底层是调用makechan方法，我们来看下源码：
func makechan(t *chantype, size int) *hchan {
elem := t.elem
// compiler checks this but be safe.
if elem.size >= 1<<16 {
throw("makechan: invalid channel element type")
}
if hchanSize%maxAlign != 0 || elem.align > maxAlign {
throw("makechan: bad alignment")
}
mem, overflow := math.MulUintptr(elem.size, uintptr(size))
if overflow || mem > maxAlloc-hchanSize || size < 0 {
panic(plainError("makechan: size out of range"))
}
// Hchan does not contain pointers interesting for GC when elements stored in buf do not contain pointers.
// buf points into the same allocation, elemtype is persistent.
// SudoG's are referenced from their owning thread so they can't be collected.
// TODO(dvyukov,rlh): Rethink when collector can move allocated objects.
var c *hchan
switch {
case mem == 0:
// Queue or element size is zero.
c = (*hchan)(mallocgc(hchanSize, nil, true))
// Race detector uses this location for synchronization.
c.buf = c.raceaddr()
case elem.ptrdata == 0:
// Elements do not contain pointers.
// Allocate hchan and buf in one call.
c = (*hchan)(mallocgc(hchanSize+mem, nil, true))
c.buf = add(unsafe.Pointer(c), hchanSize)
default:
// Elements contain pointers.
c = new(hchan)
c.buf = mallocgc(mem, elem, true)
}
c.elemsize = uint16(elem.size)
c.elemtype = elem
c.dataqsiz = uint(size)
if debugChan {
print("makechan: chan=", c, "; elemsize=", elem.size, "; elemalg=", elem.alg, "; dataqsiz=", size, "\n")
}
return c
}
从函数原型来看，创建的 chan 是一个指针。所以我们能在函数间直接传递 channel，而不用传递 channel 的指针。
具体来看下代码：
可以看出makechan中其实主要的代码就是一个switch，针对不同的情况:
1、case mem == 0代表无缓冲型channel，只分配hchan本身结构体大小的内存
2、case elem.ptrdata==0 代表元素类型不含指针，只分配hchan本身结构体大小+元素大小*个数的内存，是连续的内存空间
3、default元素类型包括指针，两次分配内存的操作
channel的接收与发送
func goroutineA(a <-chan int) {
val := <- a
fmt.Println("G1 received data: ", val)
return
}
func goroutineB(b <-chan int) {
val := <- b
fmt.Println("G2 received data: ", val)
return
}
func main() {
ch := make(chan int)
go goroutineA(ch)
go goroutineB(ch)
ch <- 3
time.Sleep(time.Second)
}
首先创建了一个无缓冲型的channel，然后启动两个goroutine去消费channel的数据，紧接着向channel中发送数据。我们一步一步来分析channel是如何接收和发送数据的，首先来看接收，golang中接收channel数据有两种方式：
i <- ch
i, ok <- ch
// 位于 src/runtime/chan.go
// chanrecv 函数接收 channel c 的元素并将其写入 ep 所指向的内存地址。
// 如果 ep 是 nil，说明忽略了接收值。
// 如果 block == false，即非阻塞型接收，在没有数据可接收的情况下，返回 (false, false)
// 否则，如果 c 处于关闭状态，将 ep 指向的地址清零，返回 (true, false)
// 否则，用返回值填充 ep 指向的内存地址。返回 (true, true)
// 如果 ep 非空，则应该指向堆或者函数调用者的栈
func chanrecv(c *hchan, ep unsafe.Pointer, block bool) (selected, received bool) {
// 省略 debug 内容 …………
// 如果是一个 nil 的 channel
if c == nil {
// 如果不阻塞，直接返回 (false, false)
if !block {
return
}
// 否则，接收一个 nil 的 channel，goroutine 挂起
gopark(nil, nil, "chan receive (nil chan)", traceEvGoStop, 2)
// 不会执行到这里
throw("unreachable")
}
// 在非阻塞模式下，快速检测到失败，不用获取锁，快速返回
// 当我们观察到 channel 没准备好接收：
// 1. 非缓冲型，等待发送列队 sendq 里没有 goroutine 在等待
// 2. 缓冲型，但 buf 里没有元素
// 之后，又观察到 closed == 0，即 channel 未关闭。
// 因为 channel 不可能被重复打开，所以前一个观测的时候 channel 也是未关闭的，
// 因此在这种情况下可以直接宣布接收失败，返回 (false, false)
if !block && (c.dataqsiz == 0 && c.sendq.first == nil ||
c.dataqsiz > 0 && atomic.Loaduint(&c.qcount) == 0) &&
atomic.Load(&c.closed) == 0 {
return
}
var t0 int64
if blockprofilerate > 0 {
t0 = cputicks()
}
// 加锁
lock(&c.lock)
// channel 已关闭，并且循环数组 buf 里没有元素
// 这里可以处理非缓冲型关闭 和 缓冲型关闭但 buf 无元素的情况
// 也就是说即使是关闭状态，但在缓冲型的 channel，
// buf 里有元素的情况下还能接收到元素
if c.closed != 0 && c.qcount == 0 {
if raceenabled {
raceacquire(unsafe.Pointer(c))
}
// 解锁
unlock(&c.lock)
if ep != nil {
// 从一个已关闭的 channel 执行接收操作，且未忽略返回值
// 那么接收的值将是一个该类型的零值
// typedmemclr 根据类型清理相应地址的内存
typedmemclr(c.elemtype, ep)
}
// 从一个已关闭的 channel 接收，selected 会返回true
return true, false
}
// 等待发送队列里有 goroutine 存在，说明 buf 是满的
// 这有可能是：
// 1. 非缓冲型的 channel
// 2. 缓冲型的 channel，但 buf 满了
// 针对 1，直接进行内存拷贝（从 sender goroutine -> receiver goroutine）
// 针对 2，接收到循环数组头部的元素，并将发送者的元素放到循环数组尾部
if sg := c.sendq.dequeue(); sg != nil {
// Found a waiting sender. If buffer is size 0, receive value
// directly from sender. Otherwise, receive from head of queue
// and add sender's value to the tail of the queue (both map to
// the same buffer slot because the queue is full).
recv(c, sg, ep, func() { unlock(&c.lock) }, 3)
return true, true
}
// 缓冲型，buf 里有元素，可以正常接收
if c.qcount > 0 {
// 直接从循环数组里找到要接收的元素
qp := chanbuf(c, c.recvx)
// …………
// 代码里，没有忽略要接收的值，不是 "<- ch"，而是 "val <- ch"，ep 指向 val
if ep != nil {
typedmemmove(c.elemtype, ep, qp)
}
// 清理掉循环数组里相应位置的值
typedmemclr(c.elemtype, qp)
// 接收游标向前移动
c.recvx++
// 接收游标归零
if c.recvx == c.dataqsiz {
c.recvx = 0
}
// buf 数组里的元素个数减 1
c.qcount--
// 解锁
unlock(&c.lock)
return true, true
}
if !block {
// 非阻塞接收，解锁。selected 返回 false，因为没有接收到值
unlock(&c.lock)
return false, false
}
// 接下来就是要被阻塞的情况了
// 构造一个 sudog
gp := getg()
mysg := acquireSudog()
mysg.releasetime = 0
if t0 != 0 {
mysg.releasetime = -1
}
// 待接收数据的地址保存下来
mysg.elem = ep
mysg.waitlink = nil
gp.waiting = mysg
mysg.g = gp
mysg.selectdone = nil
mysg.c = c
gp.param = nil
// 进入channel 的等待接收队列
c.recvq.enqueue(mysg)
// 将当前 goroutine 挂起
goparkunlock(&c.lock, "chan receive", traceEvGoBlockRecv, 3)
// 被唤醒了，接着从这里继续执行一些扫尾工作
if mysg != gp.waiting {
throw("G waiting list is corrupted")
}
gp.waiting = nil
if mysg.releasetime > 0 {
blockevent(mysg.releasetime-t0, 2)
}
closed := gp.param == nil
gp.param = nil
mysg.c = nil
releaseSudog(mysg)
return true, !closed
}
Step1
如果channel是nil：如果是非阻塞模式，直接返回（false，false）；如果是阻塞模式，调用goprak挂起goroutine，会阻塞下去。
if c == nil {
if !block {
return
}
gopark(nil, nil, waitReasonChanReceiveNilChan, traceEvGoStop, 2)
throw("unreachable")
}
Step2
快速操作（不用获取锁，快速返回），三组条件全部满足，快速返（false，false）
条件1：首先是在非阻塞模式下
条件2：如果是非缓冲型（datasiz=0）并且等待发送goroutine队列为空（sendq.first=nil，就是没人往channel写数据），或者缓冲型channel（datasiz>0）并且buf中没有数据；
条件3：channel未关闭
//##################step2####################
if !block && (c.dataqsiz == 0 && c.sendq.first == nil ||
c.dataqsiz > 0 && atomic.Loaduint(&c.qcount) == 0) &&
atomic.Load(&c.closed) == 0 {
return
}
Step3
首先加锁，如果channel已经关闭，并且buf中没有元素，返回对应类型的0值，但是received为false；两种情况
情形1：非缓冲型，channel已关闭
情形2：缓冲型，channel已关闭，并且buf无元素
也就是说即使是关闭状态，但在缓冲型的 channel，
buf 里有元素的情况下还能接收到元素
//##################step3####################
lock(&c.lock)
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
}
step4
如果等待发送队列中有元素，证明channel已经满了，两种情形
情形1：非缓冲型，无buf
情形2：缓冲型，buf满了
//##################step4####################
if sg := c.sendq.dequeue(); sg != nil {
recv(c, sg, ep, func() { unlock(&c.lock) }, 3)
return true, true
}
两种情形都正常进入recv方法，我们来看下源码：
func recv(c *hchan, sg *sudog, ep unsafe.Pointer, unlockf func(), skip int) {
//##################step4-1####################
if c.dataqsiz == 0 {
if raceenabled {
racesync(c, sg)
}
if ep != nil {
// copy data from sender
recvDirect(c.elemtype, sg, ep)
}
} else {
//##################step4-2####################
// Queue is full. Take the item at the
// head of the queue. Make the sender enqueue
// its item at the tail of the queue. Since the
// queue is full, those are both the same slot.
qp := chanbuf(c, c.recvx)
if raceenabled {
raceacquire(qp)
racerelease(qp)
raceacquireg(sg.g, qp)
racereleaseg(sg.g, qp)
}
// copy data from queue to receiver
if ep != nil {
typedmemmove(c.elemtype, ep, qp)
}
// copy data from sender to queue
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)
if sg.releasetime != 0 {
sg.releasetime = cputicks()
}
goready(gp, skip+1)
}
针对 1，直接进行内存拷贝（从 sender goroutine -> receiver goroutine）(从发送者的栈copy到接收者的栈)
针对 2，接收到循环数组头部的元素，并将发送者的元素放到循环数组尾部.
然后唤醒等待发送队列中的goroutine，等待调度器调度。
step5
没有等待发送的队列，并且buf中有元素，直接把接收游标处的数据copy到接收数据的地址，然后改变hchan中元素数据。
if c.qcount > 0 {
// Receive directly from queue
qp := chanbuf(c, c.recvx)
if raceenabled {
raceacquire(qp)
racerelease(qp)
}
if ep != nil {
typedmemmove(c.elemtype, ep, qp)
}
typedmemclr(c.elemtype, qp)
c.recvx++
if c.recvx == c.dataqsiz {
c.recvx = 0
}
c.qcount--
unlock(&c.lock)
return true, true
}
step6
如果是非阻塞，那么直接返回；如果是阻塞的，构造sudog，保存各种值；将sudog保存到channel的recvq中，调用goparkunlock将goroutine挂起
if !block {
unlock(&c.lock)
return false, false
}
// no sender available: block on this channel.
gp := getg()
mysg := acquireSudog()
mysg.releasetime = 0
if t0 != 0 {
mysg.releasetime = -1
}
// No stack splits between assigning elem and enqueuing mysg
// on gp.waiting where copystack can find it.
mysg.elem = ep
mysg.waitlink = nil
gp.waiting = mysg
mysg.g = gp
mysg.isSelect = false
mysg.c = c
gp.param = nil
c.recvq.enqueue(mysg)
goparkunlock(&c.lock, waitReasonChanReceive, traceEvGoBlockRecv, 3)
// someone woke us up
if mysg != gp.waiting {
throw("G waiting list is corrupted")
}
gp.waiting = nil
if mysg.releasetime > 0 {
blockevent(mysg.releasetime-t0, 2)
}
closed := gp.param == nil
gp.param = nil
mysg.c = nil
releaseSudog(mysg)
return true, !closed
非阻塞接收，解锁。selected 返回 false，因为没有接收到值
我们继续之前的例子。前面说到第 14 行，创建了一个非缓冲型的 channel，接着，第 15、16 行分别创建了一个 goroutine，各自执行了一个接收操作。通过前面的源码分析，我们知道，这两个 goroutine （后面称为 G1 和 G2 好了）都会被阻塞在接收操作。G1 和 G2 会挂在 channel 的 recq 队列中，形成一个双向循环链表。
在程序的 17 行之前，chan 的整体数据结构如下：
buf 指向一个长度为 0 的数组，qcount 为 0，表示 channel 中没有元素。重点关注 recvq 和 sendq，它们是 waitq 结构体，而 waitq 实际上就是一个双向链表，链表的元素是 sudog，里面包含 g 字段，g 表示一个 goroutine，所以 sudog 可以看成一个 goroutine。recvq 存储那些尝试读取 channel 但被阻塞的 goroutine，sendq 则存储那些尝试写入 channel，但被阻塞的 goroutine。
此时，我们可以看到，recvq 里挂了两个 goroutine，也就是前面启动的 G1 和 G2。因为没有 goroutine 接收，而 channel 又是无缓冲类型，所以 G1 和 G2 被阻塞。sendq 没有被阻塞的 goroutine。
再从整体上来看一下 chan 此时的状态：
当一个channel关闭后，我们依然可以从中读出数据，如果chan的buf中有元素，则读出的是chan中buf的数据，如果buf为空，则输出对应元素类型的零值。那么我们来看下如下的一段程序：
package main
import (
"fmt"
"os"
"os/signal"
"syscall"
"time"
)
var exit1 = make(chan struct{}, 1)
func main() {
go dealSignal1()
count := 0
t := time.Tick(time.Second)
for {
select {
case <-t:
count++
fmt.Printf("main run %d\n", count)
case <-exit1:
fmt.Println("main exit begin")
}
}
fmt.Println("main exit over")
}
func dealSignal1() {
c := make(chan os.Signal, 2)
signal.Notify(c, os.Interrupt, syscall.SIGTERM)
go func() {
<-c
close(exit1)
}()
}
发送
接着上面的例子，G1 和 G2 现在都在 recvq 队列里了。
17 行向 channel 发送了一个元素 3。
发送操作最终转化为 chansend 函数，直接上源码，同样大部分都注释了，可以看懂主流程：
// 位于 src/runtime/chan.go
func chansend(c *hchan, ep unsafe.Pointer, block bool, callerpc uintptr) bool {
// 如果 channel 是 nil
if c == nil {
// 不能阻塞，直接返回 false，表示未发送成功
if !block {
return false
}
// 当前 goroutine 被挂起
gopark(nil, nil, "chan send (nil chan)", traceEvGoStop, 2)
throw("unreachable")
}
// 省略 debug 相关……
// 对于不阻塞的 send，快速检测失败场景
//
// 如果 channel 未关闭且 channel 没有多余的缓冲空间。这可能是：
// 1. channel 是非缓冲型的，且等待接收队列里没有 goroutine
// 2. channel 是缓冲型的，但循环数组已经装满了元素
if !block && c.closed == 0 && ((c.dataqsiz == 0 && c.recvq.first == nil) ||
(c.dataqsiz > 0 && c.qcount == c.dataqsiz)) {
return false
}
var t0 int64
if blockprofilerate > 0 {
t0 = cputicks()
}
// 锁住 channel，并发安全
lock(&c.lock)
// 如果 channel 关闭了
if c.closed != 0 {
// 解锁
unlock(&c.lock)
// 直接 panic
panic(plainError("send on closed channel"))
}
// 如果接收队列里有 goroutine，直接将要发送的数据拷贝到接收 goroutine
if sg := c.recvq.dequeue(); sg != nil {
send(c, sg, ep, func() { unlock(&c.lock) }, 3)
return true
}
// 对于缓冲型的 channel，如果还有缓冲空间
if c.qcount < c.dataqsiz {
// qp 指向 buf 的 sendx 位置
qp := chanbuf(c, c.sendx)
// ……
// 将数据从 ep 处拷贝到 qp
typedmemmove(c.elemtype, qp, ep)
// 发送游标值加 1
c.sendx++
// 如果发送游标值等于容量值，游标值归 0
if c.sendx == c.dataqsiz {
c.sendx = 0
}
// 缓冲区的元素数量加一
c.qcount++
// 解锁
unlock(&c.lock)
return true
}
// 如果不需要阻塞，则直接返回错误
if !block {
unlock(&c.lock)
return false
}
// channel 满了，发送方会被阻塞。接下来会构造一个 sudog
// 获取当前 goroutine 的指针
gp := getg()
mysg := acquireSudog()
mysg.releasetime = 0
if t0 != 0 {
mysg.releasetime = -1
}
mysg.elem = ep
mysg.waitlink = nil
mysg.g = gp
mysg.selectdone = nil
mysg.c = c
gp.waiting = mysg
gp.param = nil
// 当前 goroutine 进入发送等待队列
c.sendq.enqueue(mysg)
// 当前 goroutine 被挂起
goparkunlock(&c.lock, "chan send", traceEvGoBlockSend, 3)
// 从这里开始被唤醒了（channel 有机会可以发送了）
if mysg != gp.waiting {
throw("G waiting list is corrupted")
}
gp.waiting = nil
if gp.param == nil {
if c.closed == 0 {
throw("chansend: spurious wakeup")
}
// 被唤醒后，channel 关闭了。坑爹啊，panic
panic(plainError("send on closed channel"))
}
gp.param = nil
if mysg.releasetime > 0 {
blockevent(mysg.releasetime-t0, 2)
}
// 去掉 mysg 上绑定的 channel
mysg.c = nil
releaseSudog(mysg)
return true
}
我们继续往下走，G1、G2被挂起后，往channel中发送一个数据3，其实调用的是chansend方法，我们还是逐步的去讲解
step1
如果channel=nil，当前goroutine会被挂起
if c == nil {
if !block {
return false
}
gopark(nil, nil, waitReasonChanSendNilChan, traceEvGoStop, 2)
throw("unreachable")
}
step2
依然是一个不加锁的快速操作，三组条件
条件1：非阻塞
条件2：channel未关闭
条件3：channel是非缓冲型，并且等待接收队列为空；或者缓冲型，并且循环数组已经满了
if !block && c.closed == 0 && ((c.dataqsiz == 0 && c.recvq.first == nil) || (c.dataqsiz > 0 && c.qcount == c.dataqsiz)) {
return false
}
step3
加锁，如果channel已经关闭，直接panic
lock(&c.lock)
if c.closed != 0 {
unlock(&c.lock)
panic(plainError("send on closed channel"))
}
step4
如果等待接收队列不为空，说明什么？
情形1：非缓冲型，等待接收队列不为空
情形2：缓冲型，等待接收队列不为空（说明buf为空）
两种情形，都是直接将待发送数据直接copy到接收处
if sg := c.recvq.dequeue(); sg != nil {
// Found a waiting receiver. We pass the value we want to send
// directly to the receiver, bypassing the channel buffer (if any).
send(c, sg, ep, func() { unlock(&c.lock) }, 3)//直接从ep copy到sg
return true
}
func send(c *hchan, sg *sudog, ep unsafe.Pointer, unlockf func(), skip int) {
if raceenabled {
if c.dataqsiz == 0 {
racesync(c, sg)
} else {
// Pretend we go through the buffer, even though
// we copy directly. Note that we need to increment
// the head/tail locations only when raceenabled.
qp := chanbuf(c, c.recvx)
raceacquire(qp)
racerelease(qp)
raceacquireg(sg.g, qp)
racereleaseg(sg.g, qp)
c.recvx++
if c.recvx == c.dataqsiz {
c.recvx = 0
}
c.sendx = c.recvx // c.sendx = (c.sendx+1) % c.dataqsiz
}
}
if sg.elem != nil {
sendDirect(c.elemtype, sg, ep)
sg.elem = nil
}
gp := sg.g
unlockf()
gp.param = unsafe.Pointer(sg)
if sg.releasetime != 0 {
sg.releasetime = cputicks()
}
goready(gp, skip+1)
}
两种情形，都直接从一个用一个goroutine操作另一个goroutine的栈，因此在sendDirect方法中会有一次写屏障
step5
如果等待队列为空，并且缓冲区未满，肯定是缓冲型的channel
if c.qcount < c.dataqsiz {
// Space is available in the channel buffer. Enqueue the element to send.
qp := chanbuf(c, c.sendx)
if raceenabled {
raceacquire(qp)
racerelease(qp)
}
typedmemmove(c.elemtype, qp, ep)
c.sendx++
if c.sendx == c.dataqsiz {
c.sendx = 0
}
c.qcount++
unlock(&c.lock)
return true
}
将元素放在sendx处，然后sendx加1，channel总量加1
step6
如果以上情况都没有命中，说明什么？说明channel已经满了，如果是非阻塞的直接返回，否则需要调用gopack将这个goroutine挂起，等待被唤醒。
if !block {
unlock(&c.lock)
return false
}
// Block on the channel. Some receiver will complete our operation for us.
gp := getg()
mysg := acquireSudog()
mysg.releasetime = 0
if t0 != 0 {
mysg.releasetime = -1
}
// No stack splits between assigning elem and enqueuing mysg
// on gp.waiting where copystack can find it.
mysg.elem = ep
mysg.waitlink = nil
mysg.g = gp
mysg.isSelect = false
mysg.c = c
gp.waiting = mysg
gp.param = nil
c.sendq.enqueue(mysg)
goparkunlock(&c.lock, waitReasonChanSend, traceEvGoBlockSend, 3)
// Ensure the value being sent is kept alive until the
// receiver copies it out. The sudog has a pointer to the
// stack object, but sudogs aren't considered as roots of the
// stack tracer.
KeepAlive(ep)
我们对照程序分析下，在前一个小节G1、G2被挂起来了，等待sender的解救；这时候往ch中发送了一个3，（step4）这时sender发现ch的等待接收队列recvq中有receiver，就会出队一个sudog，然后将元素直接copy到sudog的elem处，然后调用goready将G1唤醒，继续执行G1原来的代码，打印出结果。如下图：
当调度器光顾 G1 时，将 G1 变成 running 状态，执行 goroutineA 接下来的代码。G 表示其他可能有的 goroutine。
这里其实涉及到一个协程写另一个协程栈的操作。有两个 receiver 在 channel 的一边虎视眈眈地等着，这时 channel 另一边来了一个 sender 准备向 channel 发送数据，为了高效，用不着通过 channel 的 buf “中转”一次，直接从源地址把数据 copy 到目的地址就可以了，效率高啊！
关闭
close一个channel会调用closechan方法，比较简单，我们也来看下
func closechan(c *hchan) {
// 关闭一个 nil channel，panic
if c == nil {
panic(plainError("close of nil channel"))
}
// 上锁
lock(&c.lock)
// 如果 channel 已经关闭
if c.closed != 0 {
unlock(&c.lock)
// panic
panic(plainError("close of closed channel"))
}
// …………
// 修改关闭状态
c.closed = 1
var glist *g
// 将 channel 所有等待接收队列的里 sudog 释放
for {
// 从接收队列里出队一个 sudog
sg := c.recvq.dequeue()
// 出队完毕，跳出循环
if sg == nil {
break
}
// 如果 elem 不为空，说明此 receiver 未忽略接收数据
// 给它赋一个相应类型的零值
if sg.elem != nil {
typedmemclr(c.elemtype, sg.elem)
sg.elem = nil
}
if sg.releasetime != 0 {
sg.releasetime = cputicks()
}
// 取出 goroutine
gp := sg.g
gp.param = nil
if raceenabled {
raceacquireg(gp, unsafe.Pointer(c))
}
// 相连，形成链表
gp.schedlink.set(glist)
glist = gp
}
// 将 channel 等待发送队列里的 sudog 释放
// 如果存在，这些 goroutine 将会 panic
for {
// 从发送队列里出队一个 sudog
sg := c.sendq.dequeue()
if sg == nil {
break
}
// 发送者会 panic
sg.elem = nil
if sg.releasetime != 0 {
sg.releasetime = cputicks()
}
gp := sg.g
gp.param = nil
if raceenabled {
raceacquireg(gp, unsafe.Pointer(c))
}
// 形成链表
gp.schedlink.set(glist)
glist = gp
}
// 解锁
unlock(&c.lock)
// Ready all Gs now that we've dropped the channel lock.
// 遍历链表
for glist != nil {
// 取最后一个
gp := glist
// 向前走一步，下一个唤醒的 g
glist = glist.schedlink.ptr()
gp.schedlink = 0
// 唤醒相应 goroutine
goready(gp, 3)
}
}
step1
如果channel为nil，会直接panic
if c == nil {
panic(plainError("close of nil channel"))
}
step2
加锁，如果channel已经关闭，再次关闭会panic
lock(&c.lock)
if c.closed != 0 {
unlock(&c.lock)
panic(plainError("close of closed channel"))
}
step3
首选将hchan对应close标志置为1，然后声明一个链表；将等待接收队列中的所有sudog加入到链表，并将其elem赋予一个相应类型的0值；
c.closed = 1
var glist gList
// release all readers
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 = nil
if raceenabled {
raceacquireg(gp, c.raceaddr())
}
glist.push(gp)
}
step4
向所有等待发送队列的sudog加入链表
// release all writers (they will panic)
for {
sg := c.sendq.dequeue()
if sg == nil {
break
}
sg.elem = nil
if sg.releasetime != 0 {
sg.releasetime = cputicks()
}
gp := sg.g
gp.param = nil
if raceenabled {
raceacquireg(gp, c.raceaddr())
}
glist.push(gp)
}
unlock(&c.lock)
step5
唤醒sudog所有goroutine
for !glist.empty() {
gp := glist.pop()
gp.schedlink = 0
goready(gp, 3)
}
close 逻辑比较简单，对于一个 channel，recvq 和 sendq 中分别保存了阻塞的发送者和接收者。关闭 channel 后，对于等待接收者而言，会收到一个相应类型的零值。对于等待发送者，会直接 panic。所以，在不了解 channel 还有没有接收者的情况下，不能贸然关闭 channel。
close 函数先上一把大锁，接着把所有挂在这个 channel 上的 sender 和 receiver 全都连成一个 sudog 链表，再解锁。最后，再将所有的 sudog 全都唤醒。
唤醒之后，该干嘛干嘛。sender 会继续执行 chansend 函数里 goparkunlock 函数之后的代码，很不幸，检测到 channel 已经关闭了，panic。receiver 则比较幸运，进行一些扫尾工作后，返回。这里，selected 返回 true，而返回值 received 则要根据 channel 是否关闭，返回不同的值。如果 channel 关闭，received 为 false，否则为 true。
总结
总结一下，发生 panic 的情况有三种：
1.向一个关闭的 channel 进行写操作；
- 关闭一个 nil 的 channel；
- 重复关闭一个 channel。
读、写一个 nil channel 都会被阻塞。
channel发送和接收元素的本质还是值得拷贝
channel是并发安全的(加锁)
参考：博客园-深度解密Go语言只channel
好未来Golang源码系列三：Channel实现原理分析
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