总结了才知道，原来channel有这么多用法！

这篇文章总结了channel的10种常用操作，以一个更高的视角看待channel，会给大家带来对channel更全面的认识。

在介绍10种操作前，先简要介绍下channel的使用场景、基本操作和注意事项。

channel的使用场景

把channel用在数据流动的地方：

消息传递、消息过滤
信号广播
事件订阅与广播
请求、响应转发
任务分发
结果汇总
并发控制
同步与异步
…

channel的基本操作和注意事项

channel存在3种状态：

nil，未初始化的状态，只进行了声明，或者手动赋值为nil
active，正常的channel，可读或者可写
closed，已关闭，千万不要误认为关闭channel后，channel的值是nil

channel可进行3种操作：

读
写
关闭

把这3种操作和3种channel状态可以组合出9种情况：

对于nil通道的情况，也并非完全遵循上表，有1个特殊场景：当nil的通道在select的某个case中时，这个case会阻塞，但不会造成死锁。

参考代码请看：https://dave.cheney.net/2014/03/19/channel-axioms

下面介绍使用channel的10种常用操作。

1. 使用for range读channel

场景：当需要不断从channel读取数据时
原理：使用for-range读取channel，这样既安全又便利，当channel关闭时，for循环会自动退出，无需主动监测channel是否关闭，可以防止读取已经关闭的channel，造成读到数据为通道所存储的数据类型的零值。
用法：

1for x := range ch{
2    fmt.Println(x)
3}

2. 使用_,ok判断channel是否关闭

场景：读channel，但不确定channel是否关闭时
原理：读已关闭的channel会造成零值，如果不确定channel，需要使用ok进行检测。ok的结果和含义：
- `true`：读到数据，并且通道没有关闭。
- `false`：通道关闭，无数据读到。
用法：

1if v, ok := <- ch; ok {
2    fmt.Println(v)
3}

3. 使用select处理多个channel

场景：需要对多个通道进行同时处理，但只处理最先发生的channel时
原理：select可以同时监控多个通道的情况，只处理未阻塞的case。当通道为nil时，对应的case永远为阻塞，无论读写。特殊关注：普通情况下，对nil的通道写操作是要panic的。
用法：

1// 分配job时，如果收到关闭的通知则退出，不分配job
2func (h *Handler) handle(job *Job) {
3    select {
4    case h.jobCh<-job:
5        return 
6    case <-h.stopCh:
7        return
8    }
9}

4. 使用channel的声明控制读写权限

场景：协程对某个通道只读或只写时
目的：A. 使代码更易读、更易维护，B. 防止只读协程对通道进行写数据，但通道已关闭，造成panic。
用法：
- 如果协程对某个channel只有写操作，则这个channel声明为只写。
- 如果协程对某个channel只有读操作，则这个channe声明为只读。

 1// 只有generator进行对outCh进行写操作，返回声明
 2// <-chan int，可以防止其他协程乱用此通道，造成隐藏bug
 3func generator(int n) <-chan int {
 4    outCh := make(chan int)
 5    go func(){
 6        for i:=0;i<n;i++{
 7            outCh<-i
 8        }
 9    }()
10    return outCh
11}
12
13// consumer只读inCh的数据，声明为<-chan int
14// 可以防止它向inCh写数据
15func consumer(inCh <-chan int) {
16    for x := range inCh {
17        fmt.Println(x)
18    }
19}

5. 使用缓冲channel增强并发和异步

场景：异步和并发
原理：A. 有缓冲通道是异步的，无缓冲通道是同步的，B. 有缓冲通道可供多个协程同时处理，在一定程度可提高并发性。
用法：

1// 无缓冲，同步
2ch1 := make(chan int)
3ch2 := make(chan int, 0)
4// 有缓冲，异步
5ch3 := make(chan int, 1)

 1// 使用5个`do`协程同时处理输入数据
 2func test() {
 3    inCh := generator(100)
 4    outCh := make(chan int, 10)
 5
 6    for i := 0; i < 5; i++ {
 7        go do(inCh, outCh)
 8    }
 9
10    for r := range outCh {
11        fmt.Println(r)
12    }
13}
14
15func do(inCh <-chan int, outCh chan<- int) {
16    for v := range inCh {
17        outCh <- v * v
18    }
19}

6. 为操作加上超时

场景：需要超时控制的操作
原理：使用select和time.After，看操作和定时器哪个先返回，处理先完成的，就达到了超时控制的效果
用法：

 1func doWithTimeOut(timeout time.Duration) (int, error) {
 2    select {
 3    case ret := <-do():
 4        return ret, nil
 5    case <-time.After(timeout):
 6        return 0, errors.New("timeout")
 7    }
 8}
 9
10func do() <-chan int {
11    outCh := make(chan int)
12    go func() {
13        // do work
14    }()
15    return outCh
16}

7. 使用time实现channel无阻塞读写

场景：并不希望在channel的读写上浪费时间
原理：是为操作加上超时的扩展，这里的操作是channel的读或写
用法：

 1func unBlockRead(ch chan int) (x int, err error) {
 2    select {
 3    case x = <-ch:
 4        return x, nil
 5    case <-time.After(time.Microsecond):
 6        return 0, errors.New("read time out")
 7    }
 8}
 9
10func unBlockWrite(ch chan int, x int) (err error) {
11    select {
12    case ch <- x:
13        return nil
14    case <-time.After(time.Microsecond):
15        return errors.New("read time out")
16    }
17}

注：time.After等待可以替换为default，则是channel阻塞时，立即返回的效果

8. 使用close(ch)关闭所有下游协程

场景：退出时，显示通知所有协程退出
原理：所有读ch的协程都会收到close(ch)的信号
用法：

 1func (h *Handler) Stop() {
 2    close(h.stopCh)
 3
 4    // 可以使用WaitGroup等待所有协程退出
 5}
 6
 7// 收到停止后，不再处理请求
 8func (h *Handler) loop() error {
 9    for {
10        select {
11        case req := <-h.reqCh:
12            go handle(req)
13        case <-h.stopCh:
14            return
15        }
16    }
17}

9. 使用chan struct{}作为信号channel

场景：使用channel传递信号，而不是传递数据时
原理：没数据需要传递时，传递空struct
用法：

1// 上例中的Handler.stopCh就是一个例子，stopCh并不需要传递任何数据
2// 只是要给所有协程发送退出的信号
3type Handler struct {
4    stopCh chan struct{}
5    reqCh chan *Request
6}

10. 使用channel传递结构体的指针而非结构体

场景：使用channel传递结构体数据时
原理：channel本质上传递的是数据的拷贝，拷贝的数据越小传输效率越高，传递结构体指针，比传递结构体更高效
用法：

1reqCh chan *Request
2
3// 好过
4reqCh chan Request