Внутреннее устройство каналов в Go

• Николай из компании Lamoda рассказывает о внутреннем устройстве каналов Go.  

• Каналы позволяют писать параллельный код, что делает их популярными среди разработчиков.  

• Николай обещает объяснить, как работают каналы и какие оптимизации они предлагают.  

• Каналы обеспечивают потокобезопасность и хранение элементов в семантике FIFO.  

• Они также могут блокировать рутины для синхронизации.  

• Каналы хранятся в области памяти, называемой "хип".  

• Структура канала называется "эй чен" и включает параметры, такие как количество элементов и указатель на буфер.  

• Параметр "клост" используется для управления закрытостью канала.  

• Параметры "реси, хью и сент-кьют" представляют собой очереди ждущих рутин.  

• Параметры "ресив и сент икс" являются счетчиками на элемент буфера.  

• Мьютекс используется для синхронизации работы с каналом.  

• Каналы используют мьютекс для обеспечения потокобезопасности.  

• Буфер канала представляет собой кольцевую очередь для реализации семантики FIFO.  

• Параметры "ресив икс" и "стекс" управляют доступом к элементам буфера.  

• Запись данных в канал включает блокировку мьютекса и копирование данных.  

• Чтение данных из канала также включает блокировку мьютекса и извлечение данных.  

• Если данных больше, чем может обработать ридер, рутина приостанавливается.  

• Планировщик управляет переключением между рутинами в очереди.  

• Для возобновления рутины используется очередь "сент-кьют".  

• Канал представляет собой тип данных, называемый wait-queue.  

• Wait-queue состоит из двух полей: указатель на первый и последний элементы связанного списка.  

• Элементы связанного списка называются структурами судо, которые содержат параметры g и elem.  

• Грудина, которая хочет поставить данные в канал, попадает в ячейку g.  

• Элемент, который нужно положить в канал, попадает в ячейку elem.  

• Ридер получает данные из буфера, на который указывает elem.  

• Ридер выполняет всю работу с каналом, включая буферизацию данных.  

• Спящая грудина забывает о канале после завершения работы.  

• Лидер будит спящую грудину с помощью функции go-ready.  

• Если канал пустой, ридер ставится на паузу и добавляется в очередь.  

• Данные передаются напрямую из стека одной грудины в стек другой.  

• Это единственное место в Go, где одна грудина получает доступ к стеку другой.  

• Не буферизированные каналы проще, так как данные передаются напрямую.  

• Используются те же оптимизации, что и для буферизированных каналов.  

• Данные передаются независимо от того, кто пришел первым.  

• Селект сортирует кейсы случайным образом.  

• Чтение из канала может быть блокирующим или не блокирующим.  

• Закрытие канала проверяет инициализацию, блокирует мьютекс, меняет флаг и разблокирует все грудины.  

• Каналы спроектированы с учетом компромисса между простотой и производительностью.  

• Использование очередей и мьютексов упрощает код, но замедляет работу.  

• Оптимизация приводит к усложнению кода, но улучшает производительность.