单向channel

单向channel

近日在面试中有提到过单向channel。问我是否了解。之前在golang的官方库中确实有看到相应的单向channel的例子，如context包，以及在使用第三方包imap的时候也有使用单向channel，那个是作为通知使用。这里再总结一下单向channel的语法以及为什么使用单向channel的一些看法。

语法

chan<- //指向channel 表示 单向只写
<-chan // 指出channel 表示 单向只读

例子

在 《go 语言圣经》中有一个例子。讲述从一个简单的例子一步步到使用单向channel。

三个协程

• 第一个goroutine是一个计数器，用于生成0、1、2、……形式的整数序列，然后通过channel将该整数序列发送给第二个goroutine；
• 第二个goroutine是一个求平方的程序，对收到的每个整数求平方，然后将平方后的结果通过第二个channel发送给第三个goroutine；
• 第三个goroutine是一个打印程序，打印收到的每个整数。为了保持例子清晰，我们有意选择了非常简单的函数，当然三个goroutine的计算很简单，在现实中确实没有必要为如此简单的运算构建三个goroutine。

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)
}
}

如果我们希望通过Channels只发送有限的数列该如何处理呢？
如果发送者知道，没有更多的值需要发送到channel的话，那么让接收者也能及时知道没有多余的值可接收将是有用的，因为接收者可以停止不必要的接收等待。这可以通过内置的close
函数来关闭channel实现：

close(naturals)

一个channel被关闭后，再向该channel发送数据将导致panic异常。当一个被关闭的channel中已经发送的数据都被成功接收后，后续的接收操作将不再阻塞，它们会立即返回一个零值。关闭上面例子中的naturals变量对应的channel并不能终止循环，它依然会收到一个永无休止的零值序列，然后将它们发送给打印者goroutine。

解决方式：

• 使用 ok来判断channel是否关闭。

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

• 使用range 当channel关闭的时候，会自动跳出来。

最终写法如下：

func counter(out chan<- int) {
    for x := 0; x < 100; x++ {
        out <- x
    }
    close(out)
}
func squarer(out chan<- int, in <-chan int) {
    for v := range in {
        out <- v * v
    }
    close(out)
}
func printer(in <-chan int) {
    for v := range in {
        fmt.Println(v)
    }
}
func main() {
    naturals := make(chan int)
    squares := make(chan int)
    go counter(naturals)
    go squarer(squares, naturals)
    printer(squares)
}

这里使用了单向channel。很明显数据的流向是单向的。获取的地方不应该对channel赋值。这样把一个双向的channel转为一个单向的channel能够防止channel被滥用。降低了风险。

注意

任何双向channel向单向channel变量的赋值操作都将导致该隐式转换。这里并没有反向转换的语法：也就是不能一个将类似 chan<- int 类型的单向型的channel转换为 chan int 类型的双向型的channel。

总结

1. 作为函数函数的时候，channel总是取值或者赋值的单一功能。这时候把声明做成单向channel能够避免滥用的情形。
2. 通知相应协程动作处理完毕也可以使用channel方式。
3. channel 关闭后不能再写，会panic。用 _,ok := channel 方式或者是range可以判断或者避免。
4. 双向channel转为单向后不能够再次转为双向channel。