Go channel 关闭时的广播式通知特性

目录

在 Go 中，关闭 channel（close(ch)）会向所有正在或即将从该 channel 接收数据的 goroutine 发送广播信号，使得它们能够立即感知到 channel 的关闭状态。这种机制常用于并发编程中的任务取消、资源回收、协程退出等场景。

1. 广播式通知的核心机制

(1) 所有阻塞的接收者被唤醒

  • 当多个 goroutine 阻塞在 <-ch 操作上时，调用 close(ch) 会立即唤醒所有阻塞的接收者，并让它们继续执行后续逻辑。
  • 接收者会得到该 channel 类型的零值（如 int 返回 0，string 返回 ""，指针返回 nil 等）。

(2) 接收操作返回 (value, ok) 中的 ok=false

  • 使用 v, ok := <-ch 时，如果 channel 已关闭，ok 会变为 false，表示不再有数据可读。
  • 如果仅使用 v := <-ch，关闭后仍然会返回零值，但无法直接判断 channel 是否关闭。

(3) for-range 循环自动检测关闭

  • for v := range ch 会在 channel 关闭后自动退出循环，无需手动检查 ok。

2. 代码示例

示例 1：基本广播通知

ch := make(chan int)

// 启动 3 个接收者
for i := 0; i < 3; i++ {
    go func(id int) {
        for {
            v, ok := <-ch
            if !ok {
                fmt.Printf("goroutine %d: channel closed\n", id)
                return
            }
            fmt.Printf("goroutine %d: received %d\n", id, v)
        }
    }(i)
}

// 发送数据
ch <- 1
ch <- 2

// 关闭 channel（广播通知）
close(ch)

time.Sleep(time.Second) // 等待 goroutines 退出

输出（顺序可能不同）：

goroutine 0: received 1
goroutine 0: received 2
goroutine 1: channel closed
goroutine 2: channel closed
goroutine 0: channel closed

所有阻塞的接收者都会在 close(ch) 后立即被唤醒，并检测到 ok=false，从而退出。

示例 2：for-range 自动检测关闭

ch := make(chan string)

go func() {
    for v := range ch { // 自动检测 channel 关闭
        fmt.Println("received:", v)
    }
    fmt.Println("channel closed, goroutine exits")
}()

ch <- "hello"
ch <- "world"
close(ch) // 广播通知接收者
time.Sleep(time.Second)

输出：

received: hello
received: world
channel closed, goroutine exits

for-range 会在 channel 关闭后自动退出循环。

示例 3：结合 select 处理关闭

ch := make(chan int)
done := make(chan struct{})

go func() {
    for {
        select {
        case v, ok := <-ch:
            if !ok {
                fmt.Println("channel closed, exiting...")
                close(done)
                return
            }
            fmt.Println("received:", v)
        case <-time.After(500 * time.Millisecond):
            fmt.Println("no data, waiting...")
        }
    }
}()

ch <- 1
ch <- 2
close(ch) // 广播通知

<-done // 等待 goroutine 退出

输出：

received: 1
received: 2
channel closed, exiting...

select 会立即检测到 channel 关闭，并执行对应的逻辑。

3. 广播式通知的应用场景

(1) 协程退出通知

func worker(stopCh <-chan struct{}) {
    for {
        select {
        case <-stopCh: // 收到关闭信号
            fmt.Println("worker stopped")
            return
        default:
            fmt.Println("working...")
            time.Sleep(1 * time.Second)
        }
    }
}

stopCh := make(chan struct{})
go worker(stopCh)

time.Sleep(3 * time.Second)
close(stopCh) // 广播通知所有 worker 退出

适用场景：控制多个 goroutine 同时退出。

(2) 任务取消（类似 context）

func task(cancelCh <-chan struct{}) {
    for i := 0; i < 5; i++ {
        select {
        case <-cancelCh:
            fmt.Println("task cancelled")
            return
        default:
            fmt.Println("task running:", i)
            time.Sleep(1 * time.Second)
        }
    }
}

cancelCh := make(chan struct{})
go task(cancelCh)

time.Sleep(2 * time.Second)
close(cancelCh) // 广播取消任务

适用场景：提前终止长时间运行的任务。

(3) 资源清理

func cleanup(resourceCh <-chan string, doneCh chan<- struct{}) {
    for resource := range resourceCh {
        fmt.Println("cleaning up:", resource)
    }
    fmt.Println("all resources cleaned up")
    close(doneCh)
}

resourceCh := make(chan string)
doneCh := make(chan struct{})

go cleanup(resourceCh, doneCh)

resourceCh <- "file1"
resourceCh <- "file2"
close(resourceCh) // 广播通知清理完成

<-doneCh // 等待清理完成

适用场景：确保所有资源被正确释放。

4. 注意事项

  1. 只有发送者应该关闭 channel，接收者关闭可能导致 panic。
  2. 重复关闭 channel 会导致 panic，需确保只关闭一次。
  3. 向已关闭的 channel 发送数据会 panic：
    ch := make(chan int)
close(ch)
ch <- 1 // panic: send on closed channel
  4. nil channel 的关闭也会 panic：
    var ch chan int
close(ch) // panic: close of nil channel

5. 总结

特性 说明
广播通知 close(ch) 会唤醒所有阻塞的接收者
零值返回 已关闭的 channel 会返回类型零值
ok=false v, ok := <-ch 可检测 channel 是否关闭
for-range 自动退出 适用于循环读取 channel
select 检测关闭 可结合 select 处理关闭事件

Go 的 channel 关闭机制提供了一种高效的广播式通知方式，适用于并发控制、任务取消、资源清理等场景。正确使用该机制可以避免 goroutine 泄漏，并提高程序的健壮性。
posted @ 2025-05-13 16:33  guanyubo  阅读(89)  评论(0)    收藏  举报