Каковы ключевые особенности и правила работы с каналами в Go?

Каналы в Go — это типизированные конвейеры, которые обеспечивают безопасный обмен данными между горутинами, являясь одним из центральных элементов конкурентной модели Go.

Ключевые особенности:

1. Типы каналов: Буферизованные и небуферизованные

   • Небуферизованные (ch := make(chan int)): Операции записи и чтения блокируются до тех пор, пока на другом конце канала не появится парная операция (чтение или запись). Это обеспечивает точку синхронизации (рандеву) между горутинами.
   • Буферизованные (ch := make(chan int, 5)): Позволяют отправлять данные без блокировки, пока в буфере есть место. Блокировка происходит только при попытке записи в полный буфер или чтения из пустого.

2. Закрытие канала (close)

   • Закрывать канал всегда должен отправитель. Попытка записи в закрытый канал вызовет панику.
   • Чтение из закрытого канала не блокируется: оно немедленно возвращает нулевое значение для типа канала и false в качестве второго значения, что позволяет проверить, закрыт ли канал.

     v, ok := <-ch // ok будет false, если канал ch закрыт и пуст

3. Итерация по каналу с помощью range

   • Цикл for v := range ch автоматически считывает значения из канала до тех пор, пока он не будет закрыт. Это самый идиоматичный способ читать все данные из канала.

4. Мультиплексирование с select

   • Оператор select позволяет ожидать готовности нескольких каналов одновременно. Он блокируется, пока одна из операций (case) не станет доступной. Если готовы несколько, выбирается одна случайным образом.
   • Блок default делает select неблокирующим: если ни один канал не готов, выполняется default.

5. Направленные каналы

   • Тип канала можно ограничить только для отправки (chan<- T) или только для получения (<-chan T). Это используется в функциях для обеспечения типобезопасности и ясности API: функция либо только производит данные, либо только потребляет их.

6. Нулевое значение (nil) канала

   • Нулевое значение для канала — nil. Любая операция (чтение, запись, закрытие) на nil-канале блокируется навсегда. Это частая причина дедлоков.