面试题：Go中Channel的缓冲与非缓冲有何区别

Question

在Go语言中，Channel分为缓冲Channel和非缓冲Channel，请详细阐述它们在数据发送和接收操作上的区别，以及适用场景。

Answer 1

发送和接收操作区别

1. 非缓冲Channel
   • 发送操作：当向非缓冲Channel发送数据时，发送操作会阻塞，直到有其他 goroutine 从该 Channel 接收数据。例如：

package main

import (
    "fmt"
)

func main() {
    ch := make(chan int)
    go func() {
        ch <- 10 // 发送操作，会阻塞直到有接收操作
    }()
    data := <-ch
    fmt.Println(data)
}

- **接收操作**：从非缓冲Channel接收数据时，接收操作也会阻塞，直到有其他 goroutine 向该 Channel 发送数据。

2. 缓冲Channel - 发送操作：向缓冲Channel发送数据时，如果缓冲区未满，发送操作不会阻塞，数据会被直接放入缓冲区。只有当缓冲区满了，发送操作才会阻塞，直到有其他 goroutine 从 Channel 接收数据，腾出空间。例如：

package main

import (
    "fmt"
)

func main() {
    ch := make(chan int, 2)
    ch <- 10
    ch <- 20
    // 此时缓冲区未满，发送操作不阻塞
    // 如果再执行 ch <- 30，会阻塞，直到有接收操作
}

- **接收操作**：从缓冲Channel接收数据时，如果缓冲区不为空，接收操作不会阻塞，直接从缓冲区取出数据。只有当缓冲区为空时，接收操作才会阻塞，直到有其他 goroutine 向 Channel 发送数据。

适用场景

1. 非缓冲Channel
   • 同步场景：适用于需要严格同步的场景，确保发送方和接收方的操作紧密协调。例如，在生产者 - 消费者模型中，如果希望生产者在生产一个数据后，立即等待消费者处理，就可以使用非缓冲Channel。
   • 数据传递且同步：当需要确保数据传递和同步操作同时进行时，非缓冲Channel非常有用。比如在一个任务分发系统中，任务生产者分发一个任务后，等待任务处理者确认接收并开始处理。
2. 缓冲Channel
   • 解耦场景：适用于需要在一定程度上解耦发送方和接收方的场景。例如，在日志记录系统中，日志生产者可以快速地将日志消息发送到缓冲Channel，而日志消费者可以按照自己的节奏从Channel中读取并处理日志，不必每次都与生产者严格同步。
   • 流量控制：通过设置合适的缓冲区大小，可以实现简单的流量控制。如果缓冲区满了，发送方会阻塞，从而限制数据的发送速率。比如在网络爬虫系统中，控制爬取任务的生成速率，避免过多任务积压。