channel 底层的数据结构是什么
数据结构
底层数据结构需要看源码，版本为 go 1.9.2：
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type hchan struct {
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// chan 里元素数量
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qcount uint
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// chan 底层循环数组的长度
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dataqsiz uint
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// 指向底层循环数组的指针
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// 只针对有缓冲的 channel
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buf unsafe.Pointer
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// chan 中元素大小
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elemsize uint16
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// chan 是否被关闭的标志
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closed uint32
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// chan 中元素类型
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elemtype *_type // element type
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// 已发送元素在循环数组中的索引
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sendx uint // send index
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// 已接收元素在循环数组中的索引
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recvx uint // receive index
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// 等待接收的 goroutine 队列
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recvq waitq // list of recv waiters
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// 等待发送的 goroutine 队列
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sendq waitq // list of send waiters
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// 保护 hchan 中所有字段
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lock mutex
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}
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关于字段的含义都写在注释里了，再来重点说几个字段：
buf 指向底层循环数组，只有缓冲型的 channel 才有。sendx，recvx 均指向底层循环数组，表示当前可以发送和接收的元素位置索引值（相对于底层数组）。sendq，recvq 分别表示被阻塞的 goroutine，这些 goroutine 由于尝试读取 channel 或向 channel 发送数据而被阻塞。waitq 是 sudog 的一个双向链表，而 sudog 实际上是对 goroutine 的一个封装：1
type waitq struct {
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first *sudog
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last *sudog
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}
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lock 用来保证每个读 channel 或写 channel 的操作都是原子的。例如，创建一个容量为 6 的，元素为 int 型的 channel 数据结构如下 ：
chan data structure
创建
我们知道，通道有两个方向，发送和接收。理论上来说，我们可以创建一个只发送或只接收的通道，但是这种通道创建出来后，怎么使用呢？一个只能发的通道，怎么接收呢？同样，一个只能收的通道，如何向其发送数据呢？
一般而言，使用
make 创建一个能收能发的通道：1
// 无缓冲通道
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ch1 := make(chan int)
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// 有缓冲通道
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ch2 := make(chan int, 10)
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func makechan(t *chantype, size int64) *hchan
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从函数原型来看，创建的 chan 是一个指针。所以我们能在函数间直接传递 channel，而不用传递 channel 的指针。
具体来看下代码：
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const hchanSize = unsafe.Sizeof(hchan{}) + uintptr(-int(unsafe.Sizeof(hchan{}))&(maxAlign-1))
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func makechan(t *chantype, size int64) *hchan {
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elem := t.elem
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// 省略了检查 channel size，align 的代码
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// ……
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var c *hchan
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// 如果元素类型不含指针 或者 size 大小为 0（无缓冲类型）
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// 只进行一次内存分配
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if elem.kind&kindNoPointers != 0 || size == 0 {
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// 如果 hchan 结构体中不含指针，GC 就不会扫描 chan 中的元素
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// 只分配 "hchan 结构体大小 + 元素大小*个数" 的内存
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c = (*hchan)(mallocgc(hchanSize+uintptr(size)*elem.size, nil, true))
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// 如果是缓冲型 channel 且元素大小不等于 0（大小等于 0的元素类型：struct{}）
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if size > 0 && elem.size != 0 {
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c.buf = add(unsafe.Pointer(c), hchanSize)
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} else {
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// race detector uses this location for synchronization
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// Also prevents us from pointing beyond the allocation (see issue 9401).
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// 1. 非缓冲型的，buf 没用，直接指向 chan 起始地址处
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// 2. 缓冲型的，能进入到这里，说明元素无指针且元素类型为 struct{}，也无影响
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// 因为只会用到接收和发送游标，不会真正拷贝东西到 c.buf 处（这会覆盖 chan的内容）
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c.buf = unsafe.Pointer(c)
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}
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} else {
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// 进行两次内存分配操作
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c = new(hchan)
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c.buf = newarray(elem, int(size))
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}
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c.elemsize = uint16(elem.size)
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c.elemtype = elem
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// 循环数组长度
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c.dataqsiz = uint(size)
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// 返回 hchan 指针
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return c
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}
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新建一个 chan 后，内存在堆上分配，大概长这样：
make chan
参考资料
【Kavya在Gopher Con 上关于 channel 的设计，非常好】https://speakerd.s3.amazonaws.com/presentations/10ac0b1d76a6463aa98ad6a9dec917a7/GopherCon_v10.0.pdf
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