7.1 channel

    让我们来看一个Hchan这个结构体。其中一个核心的部分是存放channel数据的环形队列，由qcount和elemsize分别指定了队列的容量和当前使用量。dataqsize是队列的大小。elemalg是元素操作的一个Alg结构体，记录下元素的操作，如copy函数，equal函数，hash函数等。

    可能会有人疑惑，结构体中只看到了队列大小相关的域，并没有看到存放数据的域啊？如果是带缓冲区的chan，则缓冲区数据实际上是紧接着Hchan结构体中分配的。

    另一个重要部分就是recvq和sendq两个链表，一个是因读这个通道而导致阻塞的goroutine，另一个是因为写这个通道而阻塞的goroutine。如果一个goroutine阻塞于channel了，那么它就被挂在recvq或sendq中。WaitQ是链表的定义，包含一个头结点和一个尾结点：

    1. struct    WaitQ
    2. {
    3.     SudoG*    first;
    4.     SudoG*    last;
    5. };

    队列中的每个成员是一个SudoG结构体变量。

    该结构中主要的就是一个g和一个elem。elem用于存储goroutine的数据。读通道时，数据会从Hchan的队列中拷贝到SudoG的elem域。写通道时，数据则是由SudoG的elem域拷贝到Hchan的队列中。

    Hchan结构如下图所示:

    先看写channel的操作，基本的写channel操作，在底层运行时库中对应的是一个runtime.chansend函数。

    1. c <- v

    在运行时库中会执行：

    1. void runtime·chansend(ChanType *t, Hchan *c, byte *ep, bool *pres, void *pc)

    这个函数首先会区分是同步还是异步。同步是指chan是不带缓冲区的，因此可能写阻塞，而异步是指chan带缓冲区，只有缓冲区满才阻塞。

    在同步的情况下，由于channel本身是不带数据缓存的，这时首先会查看Hchan结构体中的recvq链表时否为空，即是否有因为读该管道而阻塞的goroutine。如果有则可以正常写channel，否则操作会阻塞。

    recvq不为空的情况下，将一个SudoG结构体出队列，将传给通道的数据(函数参数ep)拷贝到SudoG结构体中的elem域，并将SudoG中的g放到就绪队列中，状态置为ready，然后函数返回。

    如果recvq为空，否则要将当前goroutine阻塞。此时将一个SudoG结构体，挂到通道的sendq链表中，这个SudoG中的elem域是参数eq，SudoG中的g是当前的goroutine。当前goroutine会被设置为waiting状态并挂到等待队列中。

    在异步的情况，如果缓冲区满了，也是要将当前goroutine和数据一起作为SudoG结构体挂在sendq队列中，表示因写channel而阻塞。否则也是先看有没有recvq链表是否为空，有就唤醒。

    跟同步不同的是在channel缓冲区不满的情况，这里不会阻塞写者，而是将数据放到channel的缓冲区中，调用者返回。

    读channel的操作也是类似的，对应的函数是runtime.chansend。一个是收一个是发，基本的过程都是差不多的。

    需要注意的是几种特殊情况下的通道操作—空通道和关闭的通道。

    读一个关闭的通道，永远不会阻塞，会返回一个通道数据类型的零值。这个实现也很简单，将零值复制到调用函数的参数ep中。写一个关闭的通道，则会panic。关闭一个空通道，也会导致panic。

    select-case中的chan操作编译成了if-else。比如：

    会被编译为:

    1. if selectnbrecv(&v, c) {
    2. } else {
    3.         ...bar

    类似地

    1. select {
    2. case v, ok = <-c:
    3.     ... foo
    4. default:
    5.     ... bar
    6. }

    会被编译为:

    接下来就是看一下selectnbrecv相关的函数了。其实没有任何特殊的魔法，这些函数只是简单地调用runtime.chanrecv函数，只不过设置了一个参数，告诉当runtime.chanrecv函数，当不能完成操作时不要阻塞，而是返回失败。也就是说，所有的select操作其实都仅仅是被换成了if-else判断，底层调用的不阻塞的通道操作函数。

    在Go的语言规范中，select中的case的执行顺序是随机的，而不像switch中的case那样一条一条的顺序执行。那么，如何实现随机呢？

    select和case关键字使用了下面的结构体：

    1. struct    Scase
    2. {
    3.     SudoG    sg;            // must be first member (cast to Scase)
    4.     byte*    pc;            // return pc
    6.     uint16    so;            // vararg of selected bool
    7.     bool*    receivedp;    // pointer to received bool (recv2)
    8. };
    10. struct    Select
    11. {
    12.     uint16    tcase;            // 总的scase[]数量
    13.     uint16    ncase;            // 当前填充了的scase[]数量
    14.     uint16*    pollorder;        // case的poll次序
    15.     Hchan**    lockorder;        // channel的锁住的次序