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@@ -1,6 +1,6 @@
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### 8.4.4. 帶緩存的Channels
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### 8.4.4. 带缓存的Channels
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帶緩存的Channel內部持有一個元素隊列。隊列的最大容量是在調用make函數創建channel時通過第二個參數指定的。下面的語句創建了一個可以持有三個字符串元素的帶緩存Channel。圖8.2是ch變量對應的channel的圖形表示形式。
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带缓存的Channel内部持有一个元素队列。队列的最大容量是在调用make函数创建channel时通过第二个参数指定的。下面的语句创建了一个可以持有三个字符串元素的带缓存Channel。图8.2是ch变量对应的channel的图形表示形式。
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```Go
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ch = make(chan string, 3)
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@@ -8,9 +8,9 @@ ch = make(chan string, 3)
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向緩存Channel的發送操作就是向內部緩存隊列的尾部插入元素,接收操作則是從隊列的頭部刪除元素。如果內部緩存隊列是滿的,那麽發送操作將阻塞直到因另一個goroutine執行接收操作而釋放了新的隊列空間。相反,如果channel是空的,接收操作將阻塞直到有另一個goroutine執行發送操作而向隊列插入元素。
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向缓存Channel的发送操作就是向内部缓存队列的尾部插入元素,接收操作则是从队列的头部删除元素。如果内部缓存队列是满的,那么发送操作将阻塞直到因另一个goroutine执行接收操作而释放了新的队列空间。相反,如果channel是空的,接收操作将阻塞直到有另一个goroutine执行发送操作而向队列插入元素。
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我們可以在無阻塞的情況下連續向新創建的channel發送三個值:
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我们可以在无阻塞的情况下连续向新创建的channel发送三个值:
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```Go
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ch <- "A"
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@@ -18,42 +18,42 @@ ch <- "B"
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ch <- "C"
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```
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此刻,channel的內部緩存隊列將是滿的(圖8.3),如果有第四個發送操作將發生阻塞。
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此刻,channel的内部缓存队列将是满的(图8.3),如果有第四个发送操作将发生阻塞。
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如果我們接收一個值,
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如果我们接收一个值,
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```Go
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fmt.Println(<-ch) // "A"
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```
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那麽channel的緩存隊列將不是滿的也不是空的(圖8.4),因此對該channel執行的發送或接收操作都不會發送阻塞。通過這種方式,channel的緩存隊列解耦了接收和發送的goroutine。
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那么channel的缓存队列将不是满的也不是空的(图8.4),因此对该channel执行的发送或接收操作都不会发送阻塞。通过这种方式,channel的缓存队列解耦了接收和发送的goroutine。
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在某些特殊情況下,程序可能需要知道channel內部緩存的容量,可以用內置的cap函數獲取:
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在某些特殊情况下,程序可能需要知道channel内部缓存的容量,可以用内置的cap函数获取:
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```Go
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fmt.Println(cap(ch)) // "3"
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```
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同樣,對於內置的len函數,如果傳入的是channel,那麽將返迴channel內部緩存隊列中有效元素的個數。因爲在併發程序中該信息會隨着接收操作而失效,但是它對某些故障診斷和性能優化會有幫助。
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同样,对于内置的len函数,如果传入的是channel,那么将返回channel内部缓存队列中有效元素的个数。因为在并发程序中该信息会随着接收操作而失效,但是它对某些故障诊断和性能优化会有帮助。
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```Go
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fmt.Println(len(ch)) // "2"
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```
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在繼續執行兩次接收操作後channel內部的緩存隊列將又成爲空的,如果有第四個接收操作將發生阻塞:
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在继续执行两次接收操作后channel内部的缓存队列将又成为空的,如果有第四个接收操作将发生阻塞:
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```Go
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fmt.Println(<-ch) // "B"
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fmt.Println(<-ch) // "C"
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```
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在這個例子中,發送和接收操作都發生在同一個goroutine中,但是在眞是的程序中它們一般由不同的goroutine執行。Go語言新手有時候會將一個帶緩存的channel當作同一個goroutine中的隊列使用,雖然語法看似簡單,但實際上這是一個錯誤。Channel和goroutine的調度器機製是緊密相連的,一個發送操作——或許是整個程序——可能會永遠阻塞。如果你隻是需要一個簡單的隊列,使用slice就可以了。
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在这个例子中,发送和接收操作都发生在同一个goroutine中,但是在真是的程序中它们一般由不同的goroutine执行。Go语言新手有时候会将一个带缓存的channel当作同一个goroutine中的队列使用,虽然语法看似简单,但实际上这是一个错误。Channel和goroutine的调度器机制是紧密相连的,一个发送操作——或许是整个程序——可能会永远阻塞。如果你只是需要一个简单的队列,使用slice就可以了。
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下面的例子展示了一個使用了帶緩存channel的應用。它併發地向三個鏡像站點發出請求,三個鏡像站點分散在不同的地理位置。它們分别將收到的響應發送到帶緩存channel,最後接收者隻接收第一個收到的響應,也就是最快的那個響應。因此mirroredQuery函數可能在另外兩個響應慢的鏡像站點響應之前就返迴了結果。(順便説一下,多個goroutines併發地向同一個channel發送數據,或從同一個channel接收數據都是常見的用法。)
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下面的例子展示了一个使用了带缓存channel的应用。它并发地向三个镜像站点发出请求,三个镜像站点分散在不同的地理位置。它们分别将收到的响应发送到带缓存channel,最后接收者只接收第一个收到的响应,也就是最快的那个响应。因此mirroredQuery函数可能在另外两个响应慢的镜像站点响应之前就返回了结果。(顺便说一下,多个goroutines并发地向同一个channel发送数据,或从同一个channel接收数据都是常见的用法。)
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```Go
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func mirroredQuery() string {
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@@ -67,18 +67,18 @@ func mirroredQuery() string {
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func request(hostname string) (response string) { /* ... */ }
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```
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如果我們使用了無緩存的channel,那麽兩個慢的goroutines將會因爲沒有人接收而被永遠卡住。這種情況,稱爲goroutines洩漏,這將是一個BUG。和垃圾變量不同,洩漏的goroutines併不會被自動迴收,因此確保每個不再需要的goroutine能正常退出是重要的。
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如果我们使用了无缓存的channel,那么两个慢的goroutines将会因为没有人接收而被永远卡住。这种情况,称为goroutines泄漏,这将是一个BUG。和垃圾变量不同,泄漏的goroutines并不会被自动回收,因此确保每个不再需要的goroutine能正常退出是重要的。
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關於無緩存或帶緩存channels之間的選擇,或者是帶緩存channels的容量大小的選擇,都可能影響程序的正確性。無緩存channel更強地保證了每個發送操作與相應的同步接收操作;但是對於帶緩存channel,這些操作是解耦的。同樣,卽使我們知道將要發送到一個channel的信息的數量上限,創建一個對應容量大小帶緩存channel也是不現實的,因爲這要求在執行任何接收操作之前緩存所有已經發送的值。如果未能分配足夠的緩衝將導致程序死鎖。
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关于无缓存或带缓存channels之间的选择,或者是带缓存channels的容量大小的选择,都可能影响程序的正确性。无缓存channel更强地保证了每个发送操作与相应的同步接收操作;但是对于带缓存channel,这些操作是解耦的。同样,即使我们知道将要发送到一个channel的信息的数量上限,创建一个对应容量大小带缓存channel也是不现实的,因为这要求在执行任何接收操作之前缓存所有已经发送的值。如果未能分配足够的缓冲将导致程序死锁。
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Channel的緩存也可能影響程序的性能。想象一家蛋糕店有三個廚師,一個烘焙,一個上糖衣,還有一個將每個蛋糕傳遞到它下一個廚師在生産線。在狹小的廚房空間環境,每個廚師在完成蛋糕後必須等待下一個廚師已經準備好接受它;這類似於在一個無緩存的channel上進行溝通。
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Channel的缓存也可能影响程序的性能。想象一家蛋糕店有三个厨师,一个烘焙,一个上糖衣,还有一个将每个蛋糕传递到它下一个厨师在生产线。在狭小的厨房空间环境,每个厨师在完成蛋糕后必须等待下一个厨师已经准备好接受它;这类似于在一个无缓存的channel上进行沟通。
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如果在每個廚師之間有一個放置一個蛋糕的額外空間,那麽每個廚師就可以將一個完成的蛋糕臨時放在那里而馬上進入下一個蛋糕在製作中;這類似於將channel的緩存隊列的容量設置爲1。隻要每個廚師的平均工作效率相近,那麽其中大部分的傳輸工作將是迅速的,個體之間細小的效率差異將在交接過程中瀰補。如果廚師之間有更大的額外空間——也是就更大容量的緩存隊列——將可以在不停止生産線的前提下消除更大的效率波動,例如一個廚師可以短暫地休息,然後在加快趕上進度而不影響其其他人。
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如果在每个厨师之间有一个放置一个蛋糕的额外空间,那么每个厨师就可以将一个完成的蛋糕临时放在那里而马上进入下一个蛋糕在制作中;这类似于将channel的缓存队列的容量设置为1。只要每个厨师的平均工作效率相近,那么其中大部分的传输工作将是迅速的,个体之间细小的效率差异将在交接过程中弥补。如果厨师之间有更大的额外空间——也是就更大容量的缓存队列——将可以在不停止生产线的前提下消除更大的效率波动,例如一个厨师可以短暂地休息,然后在加快赶上进度而不影响其其他人。
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另一方面,如果生産線的前期階段一直快於後續階段,那麽它們之間的緩存在大部分時間都將是滿的。相反,如果後續階段比前期階段更快,那麽它們之間的緩存在大部分時間都將是空的。對於這類場景,額外的緩存併沒有帶來任何好處。
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另一方面,如果生产线的前期阶段一直快于后续阶段,那么它们之间的缓存在大部分时间都将是满的。相反,如果后续阶段比前期阶段更快,那么它们之间的缓存在大部分时间都将是空的。对于这类场景,额外的缓存并没有带来任何好处。
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生産線的隱喻對於理解channels和goroutines的工作機製是很有幫助的。例如,如果第二階段是需要精心製作的複雜操作,一個廚師可能無法跟上第一個廚師的進度,或者是無法滿足第階段廚師的需求。要解決這個問題,我們可以雇傭另一個廚師來幫助完成第二階段的工作,他執行相同的任務但是獨立工作。這類似於基於相同的channels創建另一個獨立的goroutine。
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生产线的隐喻对于理解channels和goroutines的工作机制是很有帮助的。例如,如果第二阶段是需要精心制作的复杂操作,一个厨师可能无法跟上第一个厨师的进度,或者是无法满足第阶段厨师的需求。要解决这个问题,我们可以雇佣另一个厨师来帮助完成第二阶段的工作,他执行相同的任务但是独立工作。这类似于基于相同的channels创建另一个独立的goroutine。
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我們沒有太多的空間展示全部細節,但是gopl.io/ch8/cake包模擬了這個蛋糕店,可以通過不同的參數調整。它還對上面提到的幾種場景提供對應的基準測試(§11.4) 。
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我们没有太多的空间展示全部细节,但是gopl.io/ch8/cake包模拟了这个蛋糕店,可以通过不同的参数调整。它还对上面提到的几种场景提供对应的基准测试(§11.4) 。
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