Go内建channel实现了go协程之间数据的读写相关操作。
并发在Go当中不仅仅是语法。它是一种设计模式。该模式提供了在处理常见并发问题的解决方案。因为并发需要同步 。Go并发是源自CSP模型，通过channel来实现协程的同步。Go并发哲学是：不通过共享内存来通信，而是通过通信来共享内存。
但Go相信你会做正确的事。因此下文将揭示Go这一哲学，channel是如何使用队列来实现的。
如何创建channel
func goRoutineA(a <-chan int) {
val := <-a
fmt.Println("goRoutineA received the data", val)
}
func main() {
ch := make(chan int)
go goRoutineA(ch)
time.Sleep(time.Second * 1)
}
因此，在Go中让受读写channel阻塞的Goroutine再次进入可执行状态是channel的责任，当channel收到货发送了数据就会触发goroutine状态的转变。
Channel结构
在Go当中，channel结构体是goroutine之间传递消息的基础。因此当我们创建了channel之后，其内部结构是怎样的呢？
ch := make(chan int, 3)
带缓冲的channel结构
看着不错，但这些代表啥意思呢？channel是从哪创建来的呢？我们在深入之前先了解一些重要的结构体。
hchan结构体
当我们写make(chan int, 2)，channel就根据hchan结构体来创建的，包含如下字段：
hchan和waitq结构体
让我们对在channel结构中遇到的几个字段进行描述。 dataqsize：是缓存大小，就是make(chan T, N)，N的大小 elemsize：是channel单个元素大小 buf：是循环队列，channel数据存放的地方，仅带缓存channel使用 close：代表当前channel是否已经关闭状态。当channel刚创建这个值是0，代表channel是开的；当值为1的时，channel关闭。 sendx和recvx：是环形缓存的状态值，表示当前缓存索引，根据这两值可以知道缓存数据发送和接收的索引位置。 sendq和recvq：等待队列，分别用于存储阻塞的发送数据的goroutine和读取数据的goroutine。 lock：锁定channel每个读和写操作，发送和接收必须是互斥操作。
那sudog代表啥？ Sudog代表goroutine。
sudog关键字段
我们在一步步的缕下channel结构。
以上代码中，在22行之前channel的结构是怎样的？
注意上面高亮显示的第47和48行。记住上面的recvq的作用：
recvq用于存储受读channel阻塞的goroutine
在上面代码中22行之前，有两个goroutine（goroutineA和goroutineB）需要从channel中读取数据。
因为在22行之前，channel中并没有数据可读，因此两个goroutine都因读取数据受阻塞，并以sudog结构保存在recvq中。
sudog表示goroutine
recvq和sendq本质是链表，如下图所示：
recvq结构
这些结构体很重要。我们看下当把数据写入channel会发生什么。
发送操作：c <- x
channel发送数据的底层类型
1、发送数据到nil channel
如果我们在nil通道上发送数据，当前的goroutine将暂停它的操作。 2、向关闭的channel发送数据
如果试图向关闭的channel发送数据，goroutine会panic，协程退出。 3、存在goroutine在通道上被阻塞:数据直接发送到goroutine。
这是recvq结构体起重要作用的地方。如果在recvq中有goroutine在等待，当前写入channel的数据会直接传给对应阻塞的goroutine。发送函数的实现。
注意以上代码的396行goready(gp, skip+1)，在等待数据受阻塞的goroutine通过goready函数重新变为可运行状态，go调度器会再次运行该goroutine。 4、带缓存的channel如果hchan.buf还有空间的话，发送的数据会存在buffer中
chanbuf(c, i)函数访问对应的内存区域。决定hchan.buf是否还有空间是通过比较qcount和dataqsiz来实现的。 5、hchan.buf满了
在当前栈中创建一个goroutine对象。acquireSudog函数将当前goroutine变为park状态，将goroutine添加到channel的sendq中。
发送操作总结
1、锁定整个channel结构 2、决定写。从等待队列recvq中取出一个等待的goroutine，并将数据直接写入等待的goroutine。 3、如果recvq是空的，考虑buffer是否已满。buffer有空间就通过typedmemmove将数据拷贝到缓存。拷贝的实现方式：memmove()函数内存拷贝。 4、如果buffer满了的话，写入的值会保存在当前执行的goroutine中，并将当前goroutine存在sendq队列并从runtime中挂起。 第4点很有意思，如果缓冲区已满，则要写入的元素将保存在当前正在执行的goroutine的结构中。这就是为什么不带缓存的channel称为unbuffered，即使hchan结构体中包含buf字段。因为不带缓存的channel如果没有接收者的话，发送数据到channel，数据会存放在sudog结构的elem字段。
让我给你一个例子来更详细地阐明第四点。假设我们有以下代码。
在第10行，chan c2的运行时结构是什么?
可以看到以上代码中buf中并没有保存整数2，会保存在sudog结构中。由于goroutineA试图通过c2通道发送数据，当时并没有接收者，因此goroutineA将被添加到c2通道的sendq中并挂起。我们可以查看sendq的运行时结构来验证。
现在，我们已经对通道上的发送操作有了概述，前面的示例代码第22行，如果一旦我们将一个值发送到channel，会发生什么。
ch <- 3
由于该channel的recvq有goroutine处于等待状态，它将等待队列中第一个sudog取出，并将数据直接传给该goroutine。
记住channel中所有的值转移都是值拷贝
以上程序的输出是什么?记住，通道对值的副本进行操作。 在我们的例子中，channel会将g处的值复制到它的缓冲区中。 输出：
&{Ankur 25}
modifyUser Received Value &{Ankur Anand 100}
printUser goRoutine called &{Ankur 25}
&{Anand 100}
写入数据操作<-
和发送数据非常类似：
Select
多个channel的复用
1、操作是互斥的，因此需要在select case中获取所有相关通道上的锁，这是通过按Hchan地址对case进行排序来获得锁定顺序，这样就不会同时锁定所有相关通道上。
sellock(scases, lockorder)
scases数据中的每个scase都是一个结构体，包含当前case操作类型和对应的channel操作。
kind，是当前case的操作类型，可能是：CaseRecv，CaseSend和CaseDefault。 2、通过计算投票顺序，将所有的case都重新洗牌，提供一种伪随机保证。然后根据轮询顺序依次遍历所有case，查看是否有任何case已经准备好进行通信。这个轮询顺序使得选择操作不必遵循程序中声明的顺序。
计算选择顺序
select中的case
3、只要有一个不阻塞的channel操作，select语句就可以返回，如果选择的通道已经准备好了，甚至不需要查看所有的channel。 4、如果当前没有channel响应，并且没有default语句，则当前goroutine必须根据当前case，在等待队列中挂起。
sg.isSelect表示当前goroutine参与select语法声明。 5、在select语句中读取、发送和关闭操作和通常channel的读取、发送和关闭是类似的。
总结
channel在go中是一种非常有意思而且重要的机制。要想很好的使用channel就必须理解其工作原理。本文介绍了go中channel的基本工作原理。
