Golang 教學系列 - close 與 for range 搭配 channel 觀念教學

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上次的文章介紹：單雙向 channel 的差別及宣告方式，可以參考：Golang 教學系列 - channel 裡面資料什麼都能放？單雙向 channel 的差別

今天這篇文章主要介紹如何對 channel 進行關閉以及如何透過 for range 來尋訪 channel 裡面的 element。如果想要詳細的介紹可以參考我的教學影片：Golang 教學系列 - close 與 for range 搭配 channel 觀念教學！| 肯尼攻城獅

關閉 channel

直接上程式碼：

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package main

import "fmt"

func main() {
    intChan := make(chan int, 3)
    intChan <- 1
    intChan <- 2
    close(intChan)
    intChan <- 3
}

上面我宣告了一個 channel 變數，裡面可以放的型態是 int。然後透過一個 keyword：close 可以將 channel 關閉。

  • 一旦 channel 關閉之後就不能再往 channel 裡面送資料了。

  • 如果持續送資料會出現 panic 的錯誤，所以如果跑上面的程式就會出現以下的錯誤：

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    panic: send on closed channel

  • 雖然 channel 被關閉但仍是可以從裡面取出資料。

    例如：

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    package main

    import "fmt"

    func main() {
        intChan := make(chan int, 3)
        intChan <- 1
        intChan <- 2
        close(intChan)
        a := <- intChan
        fmt.Println(a)
    }

    這樣依舊可以從 channel 裡面取出值並將值賦予給 a。

for loop 從 channel 裡面取資料

直接上程式碼：

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package main

import (
    "fmt"
    "time"
)

func main() {
    num := 100
    intChan := make(chan int, num)

    for i := 0; i < num; i++ {
        intChan <- i
    }

    for i := 0; i < num; i++ {
        fmt.Println(<- intChan)
    }
}

這個範例是只有主程式來對 channel for loop 取出資料，最直覺的方式當然就是 channel 裡面有多少元素我就取幾次的作法。所以在第一個 for loop 我將元素放入 channel 放到滿，再透過第二個 for loop 將全部元素取出來

缺點在於：這樣之所以沒問題是因為我是把 channel 容量塞到滿，但很多情況 channel 不會被塞滿，然後我就想取出來了，可是我怎麼知道我 for loop 要取幾次？

邊送邊從 channel 取資料

有的情境是 channel 再被送資料的同時，我有另外一個 goroutine 可以就取出來，或是另外一種情境是這個 channel 送完資料就會關閉了，我另外一邊的 goroutine 要把資料取完。

透過 for range 與 close 的搭配就可以。

請看程式碼：

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package main

import "fmt"

func main() {
    num := 100
    intChan := make(chan int, 100)
    for i := 0; i < num; i++ {
        intChan <- i
    }
    //close(intChan)

    for i := range intChan {
        fmt.Println(i)
    }
}

這邊先不用 close，單純使用 for range，透過 for range 可以簡單的尋訪 channel 裡面的元素，會將 channel 裡面元素的值賦予給 i。

但是運行該程式還是會出現 deadlock 錯誤：

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fetal error: all goroutines are asleep - deadlock!

因為這個 for range 會一直不斷從 channel 裡面取出資料，如果 channel 被取到沒有資料就會被 block 住，直到 channel 裡面有資料為止，因此造成 deadlock。

這就是為什麼如果想要避免這樣的錯誤就可以使用 close channel 的動作。透過 close channel，for range 取出所有資料後就會自動往下執行，而不會被 block 住。

再看一個 for range 例子

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package main

import (
    "fmt"
    "math/rand"
    "time"
)

func generateNumbers(intChan chan int) {
    count := 0
    for {
        if count != 6 {
            num := rand.Intn(10) + 1
            intChan <- num
            fmt.Println("put num:", num)
            count++
        } else {
            close(intChan)
            break
        }
    }
}

func main() {
    intChan := make(chan int, 1)
    go generateNumbers(intChan)
    for num := range intChan {
        fmt.Println("get num:", num)
        time.Sleep(time.Second)
    }
}

主程式主要是：

  • 宣告 channel 為容量為 1
  • 開啟一個 goroutine 來產生數字丟進 channel
  • 使用 for range 對 channel 裡面取出資料並且印出

generateNumbers 主要作用是：

用一個 for loop 去隨機產生 1~10 的數字，然後將數字丟進 channel 裡面，而這個 for loop 只會運行 6 次。當判斷 count 是 6 的時候則將 channel 關閉並 break for loop。

這樣的寫法可以知道由於一個 goroutine 再放資料，另一個 goroutine 再取資料，而當 for range 這邊取資料如果比較快的話這邊就會持續 block 住，直到 channel 裡面還有資料可以取為止，或是如果 channel 被關閉的話就代表資料已經取完可以離開這個 for range。

for range 搭配 bool,value 取值的方式

來看程式碼：

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package main

import (
    "fmt"
    "math/rand"
    "time"
)

func generateNumbers(intChan chan int) {
    count := 0
    for {
        if count != 6 {
            num := rand.Intn(10) + 1
            intChan <- num
            fmt.Println("put num:", num)
            count++
        } else {
            close(intChan)
            break
        }
    }
}

func main() {
    intChan := make(chan int, 1)
    go generateNumbers(intChan)
    for {
        if num, ok := <- intChan; ok {
            fmt.Printf("isSuccess:%v value: %d\n", ok, num)
            time.Sleep(time.Second)
        } else {
            break
        }
    }
}

這邊可以看到主程式這邊從 channel 取出資料的時候可以有兩個回傳值，第二個值是 bool 型態是代表說 channel 裡面取不取的到資料。這個取不取得到資料看的是 channel 有沒有被關閉，只有當 channel 被關閉的時候這邊的 bool 值才會回傳 false，所以如果單純取資料的話如果取不到的話是會一直被 block 住的。

總結

今天主要介紹如何透過 for range 與 close 來尋訪 channel 裡面的資料。也是介紹一種方式來讓 main goroutine 等待其他 goroutine 的方式。下一篇文章會介紹 channel 常見的應用範例。