数据结构

channel的地层数据结构为**hchan**

type hchan struct {
	qcount   uint           //当前channel中存在多少元素数量
	dataqsiz uint           //当前channel的容量
	buf      unsafe.Pointer //channel中用户存放元素的环形缓冲区
	elemsize uint16         //channel 单个元素的大小
	closed   uint32         //channel是否被关闭 1表示已关闭
	elemtype *_type         //channel元素类型
	sendx    uint           // 发送元素进入环形缓冲区的index
	recvx    uint           // 接受元素进入环形缓冲区的index
	recvq    waitq          // channel中，因为接受而陷入阻塞的协程队列
	sendq    waitq          // channel中，因为发送而陷入阻塞的协程队列

	lock mutex
}

waitq为阻塞的协程队列

type waitq struct {
    first *sudog           //阻塞队列头部
    last  *sudog           //阻塞队列尾部
}

sudog用于包装协程的节点

type sudog struct {
    g *g

    next *sudog
    prev *sudog
    elem unsafe.Pointer 
    // ...
    c        *hchan 
}

其中的 mutex 是runtime包中，给系统运行时使用的互斥锁，使用更加地层，其直接基于semaphore原语

• 0表示未锁定
• 1表示锁定
• 其他值表示有等待者

每次调用semaphore不一定都陷入内核态，go的运行时做了很多优化

1. 无竞争时，完全在用户态解决
2. 有竞争时，尝试用内核态自自旋
3. 如果都无法解决时，才会使用真正的信号量陷入内核态

读

1. 看channel是否为nil，若为nil，直接deadlock
2. 若channel不为nil，则用mutex 锁住
3. 检查channel是否有close
4. 若有close
   1. 若buf中是否还有元素，若有直接返回数据，解锁mutex
   2. 若buf中无元素，则返回channel 数据的zero value
5. 若无close
   1. 写入阻塞队列中无元素
      1. 若buf中有元素，读取数据，返回
      2. 若buf中无元素且写入阻塞队列中无元素，将此读取协程加入此channel的readq中，go_park，协程进入阻塞状态，解锁mutex
   2. 写入阻塞协程队列中有元素，从阻塞写入协程链表中第一个协程唤醒，读取数据，解锁mutex，返回数据

写

1. 若channel为nil，写入不成功，panic
2. 若channel已经closed，panic
3. mutex
4. 若channel的buf还有空间，直接写入数据，返回
5. 若读取阻塞协程队列不为空，从读取阻塞队列中读取数据，返回
6. 若buf中无空间且读取阻塞队列中无元素，将g加入写入阻塞队列，调用go_park，进入阻塞状态

关闭

1. 若channel为nil，关闭失败，发生panic
2. channel不为nil，使用mutex锁住
3. 若channel已经close，此时再close，就发生了重复close事件，panic
4. 将所有的读取阻塞协程唤醒
5. 若写入阻塞协程还存在，则发生panic
6. mutex解锁`