作为Go最显著的特性之一，各种介绍channel的文章不胜枚举。今天不聊go的概念等基础内容，而是简单剖析一下channel基本原理，分享一些工作中的使用技巧。
1 channel的基本原理
在Go1.11的源码中channel是通过一个结构体来描述的，如下所示：
分析一下不难看出，一个channel主要由一个存放数据的环形队列，一组等待从环形队列中读取数据的而阻塞的goroutine和一组等待从环形队列中写取数据的而阻塞的goroutine，以及并发读写环形队列时的锁构成，这就是传统的生产者消费者模型。如果用new去创建一个chan就是生成一个上面的结构体的零值，没有任何意义。用make去创建chan时，不但会创建一个上面的结构体，同时也会初始化好背后所需要的各种资源（数据缓存，队列和锁等），并把这些资源同上述结构体中的各项对应关联起来，返回一个有血有肉的chan。当然，这些行为是在编译时由编译器确定的，make不过是个语法糖罢了。
2 channel可以用来干什么？
channel给人的直观感受就是用来在各个goroutine之间传输数据，这个和linux系统编程中的pipe、消息队列等在作用上没有什么太大区别。但真的只有这么简单吗？我们来看看channel还能干什么：
- 实现Future/Promise模式
熟悉C++11的同学应该知道，在C++11中以标准库的方式引入了多线程，其中就定义了Future和Promise的概念。其基本原理形象点来说就是启动一个线程，并塞给线程一个盒子（Promise），线程把我想要的数据塞到这个盒子里（不一定就是返回值），我拿着这个盒子的钥匙（Future），在我想要取数据的时候就拿着钥匙去取。其背后的是具体实现就是通过两个shared_ptr共同持有一个内存块，存数据和放数据的双方在任务完成的时候都释放自己持有的share_ptr,该内存块自然也被释放。这里是C++11的知识，不多说了。
在Go中模拟C++11中Future/Promise方法就再简单不过了，启动goroutine的时候传一个chan进去，gotoutine把我想要的数据都发到这个chan上，我想要的时候去取就行了。或者，所有的goroutine都在这个chan上等我的命令，我想让你们干什么都会通过这个chan发给你们（比如，提前准备好一个goroutine池，池中的所有goroutine都在chan上待命）。
- 实现锁和信号量机制
channel在写不进数据或者读不到数据的时候会阻塞，这就是一把天然的锁，很容易就能模拟Linux系统编程中的信号量和锁的功能。由于往channel中写数据实际上是将数据拷贝一份到channel的缓存中，这种情况下一般通过chan传递的数据是struct{}{}，这样是零复制的，开销最小，只是为了达到通知的作用。比如，对一块可能并发写的数据我不想用mutex去保护，那么可以为这块数据配一个容量为1的chan。每次开始写之前先往这个chan中写一次数据，如果写成功则证明没人在访问临界数据，如果block则说明有人正在写临界数据。完成对临界数据的操作之后再读一次chan（相当于释放锁），其他因写而block的goroutine会有一个被唤醒，继续操作临界区。
- 实现广播
close channel时会通知所有在该channel上等待读的goroutine唤醒，并收到一个数据类型的零值和ok=false的提示符，利用这一点可以给多个goroutine发一次广播。在实际的代码编写过程中，每次读channel成功后都需要同时接收ok信号，来判断是普通的发送数据（发送的零值数据）还是channel关闭引起的。
- 实现多个goroutine之间动作的协调
通过一个channel来协调动作是很简单的，复杂情况下多通道协调动作就要使用select语句，这里不在赘述，用者自知。
channel的用途远不止上述几个，我总结的这几种情况都是最常用的。各种复杂复杂场景下都可以考虑看看能不能使用channel，有时channel的使用能给我们代码中的数据传输和动作协调带来异想不到的方便
3 如何正确地关闭 channel
现在大型软件的Go代码中到处都是channel，有时看的人眼花缭乱、云里雾里。channel一个很重要的特性就是向一个已关闭的channel写数据或是关闭一个已关闭的channel都会引起panic，造成程序崩溃。因此在select语句满天飞和关闭channel到处有的情况下，如何正确的关闭channel就是一个值得研究的问题了。一个基本的逻辑是：不要在接收端关闭channel,也不要关闭一个会被多个goroutine同时写的channel。换句话说，只有当一个goroutine是一个channel唯一的写入方时，其才能安全地关闭该channel。有人可能会想，如果channel都不关闭，岂不是资源泄漏了，因为channel还维护着数据缓存和读写两个队列。这样的人一定是C++出身的，天天担心资源的事（本人）。Go是自动gc的，对一个channel来说，当所有引用它的goroutine都退出的时候，这个channel就会在某个时刻被gc掉。换句话说，是否gc掉channel跟其是否被close是没有关系的，close只是channel的一个状态而已。
以上都是我在平时工作中学习到的一些心得，水平拙劣，欢迎读者在评论区不吝赐教。这是本人第一篇文章，希望后多写一些，和大家一起进步。文章会同步更新到下面的公众号，公众号也会不定期更新其他的技术内容，欢迎订阅。