qcrao 的项目，记录了一些比较深刻的问题。 项目地址

channel

什么是 CSP

Communicat ing Sequential Processes。 这也是 Tony Hoare 在 1978 年发表在 ACM 的一篇论文。论文里指出一门编程语言应该重视 input 和 output 的原语，尤其是并发编程的代码。

作者定义了输入输出语句，用于 processes 间的通信（communicatiton）。processes 被认为是需要输入驱动，并且产生输出，供其他 processes 消费，processes 可以是进程、线程、甚至是代码块。输入命令是：!，用来向 processes 写入；输出是：?，用来从 processes 读出。 Hoare 还提出了一个 -> 命令，如果 -> 左边的语句返回 false，那它右边的语句就不会执行。通过这些输入输出命令，Hoare 证明了如果一门编程语言中把 processes 间的通信看得第一等重要，那么并发编程的问题就会变得简单。

Go 依赖 CSP 模型， 基于 channel 实现， 使得并发编程成为 Go 的一个独特的优势， 以至于出现尽量使用 channel， 把 goroutine 当作免费的资源的并发原则。

channel 数据结构

type hchan struct {
    // chan 里元素数量
    qcount   uint
    // chan 底层循环数组的长度
    dataqsiz uint
    // 指向底层循环数组的指针
    // 只针对有缓冲的 channel
    buf      unsafe.Pointer
    // chan 中元素大小
    elemsize uint16
    // chan 是否被关闭的标志
    closed   uint32
    // chan 中元素类型
    elemtype *_type // element type
    // 已发送元素在循环数组中的索引
    sendx    uint   // send index
    // 已接收元素在循环数组中的索引
    recvx    uint   // receive index
    // 等待接收的 goroutine 队列
    recvq    waitq  // list of recv waiters
    // 等待发送的 goroutine 队列
    sendq    waitq  // list of send waiters
    // 保护 hchan 中所有字段
    lock mutex
}

其初始化函数为 makechan 代码如下

const hchanSize = unsafe.Sizeof(hchan{}) + uintptr(-int(unsafe.Sizeof(hchan{}))&(maxAlign-1))
func makechan(t *chantype, size int64) *hchan {
    elem := t.elem
    // 省略了检查 channel size，align 的代码
    // ……
    var c *hchan
    // 如果元素类型不含指针 或者 size 大小为 0（无缓冲类型）
    // 只进行一次内存分配
    if elem.kind&kindNoPointers != 0 || size == 0 {
        // 如果 hchan 结构体中不含指针，GC 就不会扫描 chan 中的元素
        // 只分配 "hchan 结构体大小 + 元素大小*个数" 的内存
        c = (*hchan)(mallocgc(hchanSize+uintptr(size)*elem.size, nil, true))
        // 如果是缓冲型 channel 且元素大小不等于 0（大小等于 0的元素类型：struct{}）
        if size > 0 && elem.size != 0 {
            c.buf = add(unsafe.Pointer(c), hchanSize)
        } else {
            // race detector uses this location for synchronization
            // Also prevents us from pointing beyond the allocation (see issue 9401).
            // 1. 非缓冲型的，buf 没用，直接指向 chan 起始地址处
            // 2. 缓冲型的，能进入到这里，说明元素无指针且元素类型为 struct{}，也无影响
            // 因为只会用到接收和发送游标，不会真正拷贝东西到 c.buf 处（这会覆盖 chan的内容）
            c.buf = unsafe.Pointer(c)
        }
    } else {
        // 进行两次内存分配操作
        c = new(hchan)
        c.buf = newarray(elem, int(size))
    }
    c.elemsize = uint16(elem.size)
    c.elemtype = elem
    // 循环数组长度
    c.dataqsiz = uint(size)
    // 返回 hchan 指针
    return c
}
`