این روش دارای مزایا و معایبی نسبت به باقی روش هایی است که در ادامه بررسی خواهیم کرد.

• مزایا

  • ساده و سریع برای پیاده‌سازی

  • نیاز به ساختار اضافه ندارد

• معایب

  • ابهام: اگر مقدار صفر جزو داده‌های واقعی باشد، تشخیص پایان سخت می‌شود.

  • در سیستم های واقعی قابل اعتماد نیست زیرا ممکن است مقدار صف جزو مقادیری باشد که باید پردازش شوند و این به معنی سیگنال پایان نیست.

این روش به دلیل ریسک بالا معمولا مورد استفاده قرار نمیگیرد.

2. ارسال مقدار Sentinel (مقدار خاص برای پایان)

در این روش یک مقدار خاص مثلا -1 یا END را برای اعلام قطع ارتباط مورد استفاده قرار می‌دهیم:

• مزایا

  • واضح‌تر از zero value 
  • کنترل بیشتری روی پروتکل ارتباطی می‌دهد

• معایب

  • هنوز هم اگر مقدار sentinel در داده واقعی وجود داشته باشد، مشکل ایجاد می‌شود.
  • نیاز به تعریف یک قرارداد (پروتکل) بین sender و receiver دارد.

این روش نیز در حالتی که هدف تنها پایان ارتباط است مورد استفاده قرار نمی‌گیرد. روش استاندارد برای اعلام پایان ارتباط, بستن چنل است که در ادامه مورد بررسی قرار می‌دهیم.

3. بستن چنل (Close Channel)

در Go بهترین روش برای اعلام پایان ارتباط این است که چنل را ببندیم.

بعد از بسته شدن چنل در Go، اگر چنل خالی باشد، هر بار خواندن از آن مقدار پیش‌فرض (zero value) را برمی‌گرداند؛ برای تشخیص اینکه این مقدار داده واقعی است یا نتیجه بسته شدن چنل، می‌توان از مقدار دوم (ok) استفاده کرد که از نوع بولی است و وقتی false باشد نشان می‌دهد چنل بسته شده و مقدار دریافت‌شده واقعی نیست. 

در ادامه رفتار و جزییات چنل ها را در هنگامی که بسته (close) شوند بررسی خواهیم کرد.

• مزایا

  • روش رسمی و توصیه‌شده در Go
  • بدون ابهام
  • سازگار با range روی channel
  • خواناتر و قابل نگهداری‌تر

• معایب

  • فقط sender باید چنل را ببندد (وگرنه panic می‌دهد).
  • اگر چند sender داشته باشیم، مدیریت سخت‌تر می‌شود.

خواندن اطلاعات از روی چنل

خواندن از channel یعنی دریافت داده‌ای که توسط یک goroutine دیگر ارسال شده است و این عملیات به‌صورت پیش‌فرض بلاک‌کننده (blocking) است؛ یعنی اگر داده‌ای در چنل موجود نباشد، goroutine منتظر می‌ماند تا مقداری ارسال شود.

می‌توان داده را به‌همراه مقدار دومی دریافت کرد که وضعیت باز یا بسته بودن چنل را مشخص می‌کند.

استفاده از range روی چنل، روشی رایج و خوانا برای دریافت پیوسته داده‌ها تا زمان بسته شدن آن است.

چنل‌های یک طرفه (Uni-directional)

چنل‌ها در Go به‌صورت پیش‌فرض دوطرفه (‌bi-directional) هستند بدین معنی که امکان ارسال و دریافت داده‌ها را فراهم می‌کنند. می‌توان چنل‌ها را به‌گونه‌ای تعریف کرد که فقط برای ارسال یا فقط برای دریافت داده‌ها مورد استفاده قرار گیرند.

چنل فقط فرستنده و فقط گیرنده به شکل های زیر هستند:

با استفاده از چنل های یک‌طرفه, مثالی که قبل‌تر داشتیم رو می‌توانیم به صورت زیر بازنویسی کنیم:

چنل های یک طرفه (فقط فرستنده و یا فقط گیرنده) مزایا و معایبی دارند.

• مزایای چنل یک‌طرفه

  • کامپایلر در Go جلوی استفاده نادرست را می‌گیرد؛ به‌عنوان مثال، اگر چنلی فقط برای دریافت تعریف شده باشد، امکان ارسال داده به آن وجود نخواهد داشت.

  • نوع چنل به‌وضوح نقش هر goroutine را مشخص می‌کند (فقط فرستنده یا فقط گیرنده).

  • بسیاری از خطاهای همزمانی، مانند ارسال ناخواسته یا استفاده نادرست از چنل، در همان زمان کامپایل شناسایی می‌شوند.

  • وقتی تابعی تنها یک <-chan به‌عنوان ورودی می‌گیرد، تضمین می‌شود که صرفاً مصرف‌کننده است و در تولید یا تغییر جریان داده دخالتی ندارد.

• معایب چنل یک‌طرفه

  • چنل‌های یک‌طرفه انعطاف‌پذیری کمتری دارند و نمی‌توان از آن‌ها برای هر دو عمل ارسال و دریافت استفاده کرد، حتی اگر بعداً نیاز تغییر کند.

  • در پروژه‌های کوچک، ممکن است باعث پیچیده‌تر شدن امضای توابع و کاهش خوانایی اولیه شود.

  • در برخی موارد نیاز به تبدیل بین چنل‌های دوطرفه و یک‌طرفه وجود دارد که می‌تواند کد را کمی پیچیده‌تر کند.

  • در سناریوهایی با چندین فرستنده یا گیرنده، محدود کردن جهت چنل‌ها ممکن است طراحی را دشوارتر کند.

چنل‌های بافر شده (Buffered Channels)

چنل‌های بافر (Buffered Channels) در Go نوعی از چنل‌ها هستند که می‌توانند تعدادی مقدار را بدون نیاز به دریافت فوری نگه دارند؛ برخلاف چنل‌های معمولی (unbuffered) که ارسال و دریافت باید همزمان انجام شود. چنل‌های بافر مشابه یک صف (queue) با ظرفیت مشخص عمل می‌کنند.

همانطور که در مثال بالا میبینیم هیچ تفاوتی در تعریف چنل ایجاد نمی‌شود و تنها در هنگام تخصیص حافظه می‌توان مشخص کرد که یک چنل بافر شده باشد یا نه.

رفتار چنل بافر شده به صورت زیر است:

• تا وقتی بافر پر نشده باشد, ارسال داده به چنل بلاک نمی‌شود.
• اگر بافر پر شود ارسال داده به چنل بلاک می‌شود تا هنگامی که دریافت از چنل انجام شود. (مشابه چنل غیر بافر شده)
• اگر بافر خالی باشد دریافت داده بلاک می‌شود تا هنگامی که ارسال به چنل انجام شود. (مشابه چنل غیر بافر شده)

چطور متوجه بشیم از چنل‌های بافر شده باید استفاده کنیم؟

• معمولا زمانی از چنل‌های بافر شده استفاده میشود که نمی‌خواهیم عملیات ارسال و دریافت دقیقاً همزمان انجام شوند. 
• اگر دلیل مشخصی برای استفاده از چنل بافر وجود ندارد نباید از آن استفاده کرد. 
• اگر نیاز به همگام‌سازی دقیق است, نباید از چنل‌های بافر شده استفاده کرد.

معمولا کد را می‌توان اول بدون استفاده از چنل‌های بافر شده نوشت و سپس در صورت نیاز چنل را به بافر شده تبدیل کرد.

بستن چنل (close)

با استفاده از تابع close می‌توان یک چنل را بست، بستن چنل همانند یک سیگنال یک‌طرفه است که اعلام می‌کند دیگر داده‌ای ارسال نخواهد شد. این کار بیشتر برای هماهنگی پایان کار بین goroutineها استفاده می‌شود، نه برای آزادسازی حافظه!

رفتار چنل بسته شده

• بعد از بستن چنل نباید هیچ داده ای به آن ارسال شود در غیر اینصورت با panic مواجه خواهیم شد.
• گیرنده ها می‌توانند داده هایی را که تا قبل از بستن چنل به آن ارسال شده اند را دریافت کنند تا زمانی که چنل خالی شود.
• بعد از خالی شدن، دریافت‌ها مقدار zero value را برمی‌گردانند. 
• در هنگام خواندن از چنل, با یک متغیر دوم می‌توان بسته بودن چنل را چک کرد.

همیشه بهتر است وظیفه بستن چنل را به گوروتینی که داده ها را به چنل ارسال میکند بسپاریم. بدین صورت وقتی کار ارسال داده ها تمام شود می‌توان چنل را بست.

چنل‌های nil

چنل از خانواده‌ی رفرنس تایپ است. بدین معنی که بعد از تعریف چنل, اگر با استفاده از تابع make  به آن حافظه تخصیص ندهیم, دارای مقدار nil خواهند بود! یعنی zero value یک چنل برابر با nil است.

در مثال بالا یک چنل تعریف کردیم اما به آن حافظه تخصیص ندادیم. بنابراین مقدر nil در خروجی نمایش داده می‌شود.

اگر چنل برابر با nil باشد عملیات ارسال و دریافت داده بر روی آن برای همیشه بلاک خواهد شد! همچنین در صورتی که یک چنل nil را ببندیم (close) با panic مواجه خواهیم شد.

با ترکیب چنل nil و دستور select case می‌توان نحوه اجرای گوروتین ها را کنترل کرد.

کد بالا دو میلی ثانیه اجرا می‌شود و در طی این دو میلی ثانیه, یکی در میان مقادیر از چنل ۱ و چنل ۲ خوانده شده و نمایش داده می‌شوند. در کد بالا با nil کردن چنل ها, کنترل برنامه را طوری تنظیم کردیم که یکی در میان اطلاعات از چنل های ch1 و ch2 خوانده شود.

قسمت قبل: گوروتین ها | گولنگ به زبان ساده

قسمت بعد: کانتکست (context) | گولنگ به زبان ساده