Go语言中通道指针的妙用：何时以及为何需要*chan

go语言中的通道是引用类型，但有时需要声明一个指向通道的指针（`*chan`）。本文探讨了在go语言中何时以及为何需要使用通道指针，例如在日志轮转等场景中，通过交换通道指针而非通道值，可以实现动态切换通道实例，从而提升系统的灵活性和可维护性。通过代码示例，详细阐述了其工作原理和实际应用。

在Go语言中，通道（chan）是一种强大的并发原语，用于goroutine之间的通信。通道本身是引用类型，这意味着当你将一个通道作为参数传递给函数或从函数返回时，传递的是通道的引用，而不是通道的副本。因此，在函数内部对通道进行的发送、接收或关闭操作，都会影响到原始通道。例如，type Stuff { ch chan int } 这种声明方式，ch 字段直接持有一个通道的引用。

然而，Go语言也允许声明一个指向通道的指针，例如 type Stuff { ch *chan int }。这不禁让人产生疑问：既然通道已经是引用类型，为何还需要一个指向通道的指针呢？这种设计在实际编程中有什么用处？

理解chan与*chan的区别

核心的区别在于，chan T 类型的值代表一个通道实例本身，而 *chan T 类型的值则代表一个指向通道实例的指针。这意味着，如果你有一个 chan T 类型的变量 myChannel，它存储的是一个通道的句柄。如果你有一个 *chan T 类型的变量 myChannelPtr，它存储的则是 myChannel 这个变量的内存地址，或者说，它指向另一个 chan T 类型的变量。

这种间接性在以下场景中变得至关重要：当你需要改变一个变量所引用的通道实例本身时。

立即学习“go语言免费学习笔记（深入）”；

实际应用场景：动态切换通道实例

一个典型的应用场景是“日志轮转”或“动态切换数据源”。想象一个系统，其中有一个或多个goroutine持续地向一个日志通道发送日志消息。当需要进行日志轮转时（例如，每天零点切换到一个新的日志文件），我们希望这些goroutine能够平滑地切换到新的日志通道，而无需停止和重启它们。

在这种情况下，如果我们的日志写入器持有的是 chan string，那么要切换通道就比较麻烦，因为你不能直接让一个 chan string 变量指向一个新的通道实例。但如果它持有一个 *chan string，那么我们就可以通过修改这个指针所指向的通道实例，来实现动态切换。

例如，我们可以定义一个函数，它接收一个 *chan string 类型的参数。这个函数能够修改指针所指向的通道，从而在外部改变原始变量所引用的通道。

小云雀

剪映出品的AI视频和图片创作助手

1587

查看详情

代码示例：交换通道指针与交换通道值

下面的Go语言代码示例清晰地展示了 *chan 的作用。我们定义了两个函数 swapPtr 和 swapVal。swapPtr 接收两个指向通道的指针，并交换它们所指向的通道实例。swapVal 接收两个通道值，并尝试交换它们，但由于Go的传值机制，这种交换只发生在函数内部的局部副本上，不会影响到外部变量。

package main

import "fmt"

// swapPtr 接收两个指向通道的指针，并交换它们所指向的通道实例
func swapPtr(a, b *chan string) {
    *a, *b = *b, *a // 解引用指针，交换指针所指向的通道实例
}

// swapVal 接收两个通道值，并尝试交换它们
// 但由于是传值，此操作只影响函数内部的局部副本
func swapVal(a, b chan string) {
    a, b = b, a // 交换的是局部变量 a 和 b 的值，不会影响外部
}

func main() {
    // 示例1: 使用通道指针进行交换
    {
        a, b := make(chan string, 1), make(chan string, 1)
        a <- "x"
        b <- "y"
        fmt.Println("Before swapPtr:", <-a, <-b) // 验证初始值
        a <- "x" // 重新写入，以便再次读取
        b <- "y"

        swapPtr(&a, &b) // 传递变量 a 和 b 的地址
        fmt.Println("swapped (using swapPtr)")
        fmt.Println(<-a, <-b) // 再次读取，验证是否交换成功
    }

    fmt.Println("---")

    // 示例2: 尝试使用通道值进行交换
    {
        a, b := make(chan string, 1), make(chan string, 1)
        a <- "x"
        b <- "y"
        fmt.Println("Before swapVal:", <-a, <-b) // 验证初始值
        a <- "x" // 重新写入
        b <- "y"

        swapVal(a, b) // 传递通道值
        fmt.Println("not swapped (using swapVal)")
        fmt.Println(<-a, <-b) // 再次读取，验证是否交换成功
    }
}

输出结果：

Before swapPtr: x y
swapped (using swapPtr)
y x
---
Before swapVal: x y
not swapped (using swapVal)
x y

从输出可以看出：

• swapPtr 函数成功地交换了 main 函数中 a 和 b 变量所引用的通道实例。在调用 swapPtr 之后，a 现在指向了原来 b 所指向的通道，而 b 指向了原来 a 所指向的通道。
• swapVal 函数未能影响 main 函数中 a 和 b 变量。它只是交换了函数内部的 a 和 b 的局部副本，原始变量的引用保持不变。

何时使用 *chan

总结来说，使用 *chan 的场景相对特殊，主要包括：

1. 动态重定向/替换通道： 当你需要在一个运行中的系统里，动态地改变一个变量所引用的通道实例时（例如日志轮转、配置热更新导致通道切换）。
2. 函数需要修改调用者作用域的通道变量： 当你希望一个函数能够重新分配或替换调用者提供的通道变量时，你需要传递该通道变量的地址。这与Go中通过指针修改其他基本类型变量（如 *int 修改 int）的原理是相同的。
3. 实现某些高级并发模式： 在一些复杂的设计模式中，可能需要通过指针来管理通道的生命周期或引用关系。

何时不使用 *chan

在绝大多数情况下，你不需要使用 *chan：

1. 进行常规通道操作： 发送数据 (ch
2. 函数仅需读写通道内容： 如果函数只需要通过通道进行通信，而不需要改变通道变量本身所指向的实例，直接传递 chan T 即可。
3. 避免不必要的复杂性： *chan 引入了一层额外的间接性，增加了代码的理解难度。如果不是确实需要动态重定向通道，应避免使用。

总结

尽管Go语言的通道本身是引用类型，但声明一个指向通道的指针（*chan）在特定场景下具有其独特的价值。它允许我们对通道变量本身进行操作，例如动态地替换或重定向通道实例，这在实现如日志轮转等需要平滑切换通信目标的系统中非常有用。然而，对于大多数常规的通道通信任务，直接使用 chan T 类型就足够了，并且更推荐，以保持代码的简洁性和可读性。理解 chan 和 *chan 之间的细微差别，是编写高效且灵活Go并发程序的关键。

以上就是Go语言中通道指针的妙用：何时以及为何需要*chan的详细内容，更多请关注php中文网其它相关文章！