go select的用法


golang中的select語句格式如下

select { 
    case <-ch1:
        // 如果從 ch1 信道成功接收數據,則執行該分支代碼
    case ch2 <- 1:
        // 如果成功向 ch2 信道成功發送數據,則執行該分支代碼 
    default:
        // 如果上面都沒有成功,則進入 default 分支處理流程 
}

  

可以看到select的語法結構有點類似於switch,但又有些不同。

select里的case后面並不帶判斷條件,而是一個信道的操作,不同於switch里的case,對於從其它語言轉過來的開發者來說有些需要特別注意的地方。

golang 的 select 就是監聽 IO 操作,當 IO 操作發生時,觸發相應的動作每個case語句里必須是一個IO操作,確切的說,應該是一個面向channel的IO操作

注:Go 語言的 select 語句借鑒自 Unix 的 select() 函數,在 Unix 中,可以通過調用 select() 函數來監控一系列的文件句柄,一旦其中一個文件句柄發生了 IO 動作,該 select() 調用就會被返回(C 語言中就是這么做的),后來該機制也被用於實現高並發的 Socket 服務器程序。Go 語言直接在語言級別支持 select關鍵字,用於處理並發編程中通道之間異步 IO 通信問題。

注意:如果 ch1 或者 ch2 信道都阻塞的話,就會立即進入 default 分支,並不會阻塞。但是如果沒有 default 語句,則會阻塞直到某個信道操作成功為止。

知識點

  1. select語句只能用於信道的讀寫操作
  2. select中的case條件(非阻塞)是並發執行的,select會選擇先操作成功的那個case條件去執行,如果多個同時返回,則隨機選擇一個執行,此時將無法保證執行順序。對於阻塞的case語句會直到其中有信道可以操作,如果有多個信道可操作,會隨機選擇其中一個 case 執行
  3. 對於case條件語句中,如果存在信道值為nil的讀寫操作,則該分支將被忽略,可以理解為從select語句中刪除了這個case語句
  4. 如果有超時條件語句,判斷邏輯為如果在這個時間段內一直沒有滿足條件的case,則執行這個超時case。如果此段時間內出現了可操作的case,則直接執行這個case。一般用超時語句代替了default語句
  5. 對於空的select{},會引起死鎖
  6. 對於for中的select{}, 也有可能會引起cpu占用過高的問題

 

下面列出每種情況的示例代碼

1. select語句只能用於信道的讀寫操作

package main

import "fmt"

func main() {
	size := 10
	ch := make(chan int, size)
	for i := 0; i < size; i++ {
		ch <- 1
	}

	ch2 := make(chan int, size)
	for i := 0; i < size; i++ {
		ch2 <- 2
	}

	ch3 := make(chan int, 1)

	select {
	case 3 == 3:
		fmt.Println("equal")
	case v := <-ch:
		fmt.Print(v)
	case b := <-ch2:
		fmt.Print(b)
	case ch3 <- 10:
		fmt.Print("write")
	default:
		fmt.Println("none")
	}
}
語句會報錯

prog.go:20:9: 3 == 3 evaluated but not used
prog.go:20:9: select case must be receive, send or assign recv
從錯誤信息里我們證實了第一點。

  

2. select中的case語句是隨機執行的

package main

import "fmt"

func main() {
	size := 10
	ch := make(chan int, size)
	for i := 0; i < size; i++ {
		ch <- 1
	}

	ch2 := make(chan int, size)
	for i := 0; i < size; i++ {
		ch2 <- 2
	}

	ch3 := make(chan int, 1)

	select {
	case v := <-ch:
		fmt.Print(v)
	case b := <-ch2:
		fmt.Print(b)
	case ch3 <- 10:
		fmt.Print("write")
	default:
		fmt.Println("none")
	}
}

  多次執行的話,會隨機輸出不同的值,分別為1,2,write。這是因為ch和ch2是並發執行會同時返回數據,所以會隨機選擇一個case執行,。但永遠不會執行default語句,因為上面的三個case都是可以操作的信道。

 

3. 對於case條件語句中,如果存在通道值為nil的讀寫操作,則該分支將被忽略

package main

import "fmt"

func main() {
	var ch chan int
    // ch = make(chan int)
	
	go func(c chan int) {
		c <- 100
	}(ch)

	select {
	case <-ch:
		fmt.Print("ok")

	}
}
報錯

fatal error: all goroutines are asleep - deadlock!

goroutine 1 [select (no cases)]:
main.main()
	/tmp/sandbox488456896/main.go:14 +0x60

goroutine 5 [chan send (nil chan)]:
main.main.func1(0x0, 0x1043a070)
	/tmp/sandbox488456896/main.go:10 +0x40
created by main.main
	/tmp/sandbox488456896/main.go:9 +0x40
可以看到 “goroutine 1 [select (no cases)]” ,雖然寫了case條件,但操作的是nil通道,被優化掉了。
要解決這個問題,只能使用make()進行初始化才可以。

  

4. 超時用法

package main

import (
	"fmt"
	"time"
)

func main() {
	ch := make(chan int)
	go func(c chan int) {
		// 修改時間后,再查看執行結果
		time.Sleep(time.Second * 1)
		ch <- 1
	}(ch)

	select {
	case v := <-ch:
		fmt.Print(v)
	case <-time.After(2 * time.Second): // 等待 2s
		fmt.Println("no case ok")
	}

	time.Sleep(time.Second * 10)
}

我們通過修改上面的時等待時間可以看到,如果等待時間超出<2秒,則輸出1,否則打印“no case ok”

  

5. 空select{}

package main

func main() {
	select {}
}
goroutine 1 [select (no cases)]:
main.main()
/root/project/practice/mytest/main.go:10 +0x20
exit status 2
直接死鎖

  

6. for中的select 引起的CPU過高的問題

package main

import (
	"runtime"
	"time"
)

func main() {
	quit := make(chan bool)
	for i := 0; i != runtime.NumCPU(); i++ {
		go func() {
			for {
				select {
				case <-quit:
					break
				default:
				}
			}
		}()
	}

	time.Sleep(time.Second * 15)
	for i := 0; i != runtime.NumCPU(); i++ {
		quit <- true
	}
}

  

上面這段代碼會把所有CPU都跑滿,原因就就在select的用法上。

一般來說,我們用select監聽各個case的IO事件,每個case都是阻塞的。上面的例子中,我們希望select在獲取到quit通道里面的數據時立即退出循環,但由於他在for{}里面,在第一次讀取quit后,僅僅退出了select{},並未退出for,所以下次還會繼續執行select{}邏輯,此時永遠是執行default,直到quit通道里讀到數據,否則會一直在一個死循環中運行,即使放到一個goroutine里運行,也是會占滿所有的CPU。

解決方法就是把default去掉即可,這樣select就會一直阻塞在quit通道的IO上, 當quit有數據時,就能夠隨時響應通道中的信息。

 


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