5.2.4　缓存channel

前面一直介绍的是无缓存通道，相对应地肯定也可以使用缓存channel。缓存通道有一个队列用于存储通道的数据，队列的最大长度是通过make关键字创建通道时指定的：

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c := make(chan int 3)

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上面语句创建了一个可以容纳三个int型数值的通道，可以通过图5-1来理解。

缓存通道的发送操作是在队列的尾部插入元素，而接收操作是从队列的头部移除一个元素。如果队列满了，发送数据的goroutine则会进入阻塞状态等待另一个goroutine来读取数据，进而腾出空间；而如果队列是空的，接收数据的goroutine则进入阻塞状态等待另一个goroutine在通道上发送数据。

下面通过图形来看一下缓存队列的变化。假如先向上述队列写入三个数值：

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c<-1
c<-2
c<-3

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这时队列里面放满了整型数字，如果没有其他goroutine读取，则会进入阻塞状态，如图5-2所示。

如果此时将队列内的一个整型数字打印出来：

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fmt.Println(<-c)

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这时会打印1，然后队列就会变成图5-3所示的样子。

此时的状态，既允许通道读又允许通道写，通过缓存区让通道的接收和发送两个操作可以同时进行。

如果要知道缓存区的容量，可以像对slice的操作一样使用cap函数；如果要知道缓存区元素的个数可以使用len函数。不过通道缓存区的容量是在定义的时候就知道的，但在正常情况下，当前元素的个数是不停变化的，所以一般不会在缓存区使用cap和len函数。

下面来写一个例子，模拟几个工人同时从一个任务处领取任务，所有任务完成后，工人下班。可以把任务定义为一个缓存通道，把工人定义为goroutine，下面来看代码：

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book/ch05/5.2/buffer/main.go
1. package main
2.
3. import (
4.     "fmt"
5.     "sync"
6. )
7.
8. const(
9.     noGoroutine = 5
10.     noTask = 10
11. )
12.
13. var wg sync.WaitGroup
14.
15. func main() {
16.     //创建缓存容量为noTask的缓存通道
17.     tasks := make(chan int,noTask)
18.
19.     //启动数量为noGoroutine的goroutine
20.     for no := 1;no<=noGoroutine;no++{
21.         wg.Add(1)
22.         go taskProcess(tasks,no)
23.     }
24.
25.     //向tasks缓存通道内放入任务号
26.     for taskNO:=1;taskNO<=noTask;taskNO++{
27.         tasks<-taskNO
28.     }
29.     close(tasks)
30.     wg.Wait()
31.
32. }
33.
34. func taskProcess(tasks chan int,workerNo int)  {
35.     defer wg.Done()
36.
37.     for t := range tasks{
38.         fmt.Printf("Worker %d is processing Task no:%d \n",workerNo,t)
39.     }
40.     fmt.Printf("Worker %d got off work \n",workerNo)
41. }
42.
43. //以下是程序某一次的执行结果（每次结果会不同）
44. Worker 1 is processing Task no:3
45. Worker 1 is processing Task no:6
46. Worker 1 is processing Task no:7
47. Worker 1 is processing Task no:8
48. Worker 1 is processing Task no:9
49. Worker 1 is processing Task no:10
50. Worker 1 got off work
51. Worker 3 is processing Task no:4
52. Worker 3 got off work
53. Worker 4 is processing Task no:5
54. Worker 4 got off work
55. Worker 5 is processing Task no:1
56. Worker 5 got off work
57. Worker 2 is processing Task no:2
58. Worker 2 got off work

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第8行至第11行，定义了两个常量，一个是goroutine数量，等同于worker数量；一个是任务数。

第13行，定义变量wg，用于后续控制多个goroutine，待全部执行完成后再结束主goroutine。

第34行至第41行定义了函数taskProcess。该函数有两个参数，一个是int型通道，一个是int类型的工人编号。实现的功能就是打印工人编号和任务编号，在读取完tasks通道后，打印工人下班信息，然后调用Done方法让wg减1。注意for循环结束的条件是tasks关闭，关闭操作在main方法中。

第16行和第17行，定义一个缓存队列长度为任务数的int型通道。

第19行至第23行，按照工人数量启动goroutine，每个goroutine里面都运行taskProcess函数，传入的工人编号是1至5。注意此时的任务通道tasks还是空的，所以goroutine在此刻还是处于阻塞等待状态。

第26行至第28行，往tasks通道中放入任务编号，int型。此时的5个goroutine会开始读取tasks的任务编号。

第29行，关闭通道。注意，不管goroutine有没有执行完成，先关闭通道，因为即便是通道关闭，如果缓存区还有数据的话，goroutine还是可以读取的。

第30行，等所有的goroutine执行完成后，继续执行主goroutine结束程序。

请思考，如果第29行和第30行换一下顺序，会发生什么？答案是会出现死锁，goroutine阻塞等待缓存区继续写入数据，而主goroutine又等待所有goroutine执行完再关闭通道，因此进入了死锁状态。

第44行至第58行是一次执行的结果，每次执行的结果应该都会不同，可以看到每个worker的任务量是不同的，因为每次都是并发执行，结果具有不确定性。