gopl-zh.github.com/ch8/ch8-04-2.md

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8.4.2. 串聯的ChannelsPipeline

Channels也可以用於將多個goroutine鏈接在一起一個Channels的輸出作爲下一個Channels的輸入。這種串聯的Channels就是所謂的管道pipeline。下面的程序用兩個channels將三個goroutine串聯起來如圖8.1所示。

第一個goroutine是一個計數器用於生成0、1、2、……形式的整數序列然後通過channel將該整數序列發送給第二個goroutine第二個goroutine是一個求平方的程序對收到的每個整數求平方然後將平方後的結果通過第二個channel發送給第三個goroutine第三個goroutine是一個打印程序打印收到的每個整數。爲了保持例子清晰我們有意選擇了非常簡單的函數當然三個goroutine的計算很簡單在現實中確實沒有必要爲如此簡單的運算構建三個goroutine。

gopl.io/ch8/pipeline1

func main() {
	naturals := make(chan int)
	squares := make(chan int)

	// Counter
	go func() {
		for x := 0; ; x++ {
			naturals <- x
		}
	}()

	// Squarer
	go func() {
		for {
			x := <-naturals
			squares <- x * x
		}
	}()

	// Printer (in main goroutine)
	for {
		fmt.Println(<-squares)
	}
}

如您所料上面的程序將生成0、1、4、9、……形式的無窮數列。像這樣的串聯Channels的管道Pipelines可以用在需要長時間運行的服務中每個長時間運行的goroutine可能會包含一個死循環在不同goroutine的死循環內部使用串聯的Channels來通信。但是如果我們希望通過Channels隻發送有限的數列該如何處理呢

如果發送者知道沒有更多的值需要發送到channel的話那麽讓接收者也能及時知道沒有多餘的值可接收將是有用的因爲接收者可以停止不必要的接收等待。這可以通過內置的close函數來關閉channel實現

close(naturals)

當一個channel被關閉後再向該channel發送數據將導致panic異常。當一個被關閉的channel中已經發送的數據都被成功接收後後續的接收操作將不再阻塞它們會立卽返迴一個零值。關閉上面例子中的naturals變量對應的channel併不能終止循環它依然會收到一個永無休止的零值序列然後將它們發送給打印者goroutine。

沒有辦法直接測試一個channel是否被關閉但是接收操作有一個變體形式它多接收一個結果多接收的第二個結果是一個布爾值okture表示成功從channels接收到值false表示channels已經被關閉併且里面沒有值可接收。使用這個特性我們可以脩改squarer函數中的循環代碼當naturals對應的channel被關閉併沒有值可接收時跳出循環併且也關閉squares對應的channel.

// Squarer
go func() {
	for {
		x, ok := <-naturals
		if !ok {
			break // channel was closed and drained
		}
		squares <- x * x
	}
	close(squares)
}()

因爲上面的語法是笨拙的而且這種處理模式很場景因此Go語言的range循環可直接在channels上面迭代。使用range循環是上面處理模式的簡潔語法它依次從channel接收數據當channel被關閉併且沒有值可接收時跳出循環。

在下面的改進中我們的計數器goroutine隻生成100個含數字的序列然後關閉naturals對應的channel這將導致計算平方數的squarer對應的goroutine可以正常終止循環併關閉squares對應的channel。在一個更複雜的程序中可以通過defer語句關閉對應的channel。最後主goroutine也可以正常終止循環併退出程序。

gopl.io/ch8/pipeline2

func main() {
	naturals := make(chan int)
	squares := make(chan int)

	// Counter
	go func() {
		for x := 0; x < 100; x++ {
			naturals <- x
		}
		close(naturals)
	}()

	// Squarer
	go func() {
		for x := range naturals {
			squares <- x * x
		}
		close(squares)
	}()

	// Printer (in main goroutine)
	for x := range squares {
		fmt.Println(x)
	}
}

其實你併不需要關閉每一個channel。隻要當需要告訴接收者goroutine所有的數據已經全部發送時才需要關閉channel。不管一個channel是否被關閉當它沒有被引用時將會被Go語言的垃圾自動迴收器迴收。不要將關閉一個打開文件的操作和關閉一個channel操作混淆。對於每個打開的文件都需要在不使用的使用調用對應的Close方法來關閉文件。

視圖重複關閉一個channel將導致panic異常視圖關閉一個nil值的channel也將導致panic異常。關閉一個channels還會觸發一個廣播機製我們將在8.9節討論。