本节源码位置 https://github.com/golang-minibear2333/golang/blob/master/4.concurrent/4.5-select
4.5.1 select与switch
让我们来复习一下switch语句,在switch语句中,会逐个匹配case语句(可以是值也可以是表达式),一个一个的判断过去,直到有符合的语句存在,执行匹配的语句内容后跳出switch。
func demo(number int){ switch{ case number >= 90: fmt.Println("优秀") default: fmt.Println("太搓了") } }
而 select 用于处理通道,它的语法与 switch 非常类似。每个 case 语句里必须是一个 channel 操作。它既可以用于 channel 的数据接收,也可以用于 channel 的数据发送。
func foo() { chanInt := make(chan int) defer close(chanInt) go func() { select { case data, ok := <-chanInt: if ok { fmt.Println(data) } default: fmt.Println("全部阻塞") } }() time.Sleep(time.Second) chanInt <- 1 }
输出1
这是一个简单的接收发送模型。
如果 select 的多个分支都满足条件,则会随机的选取其中一个满足条件的分支。
第6行加上ok是因为上一节讲过,如果不加会导致通道关闭时收到零值。
回忆之前的知识,接收和发送应该在不同的goroutine里。
其次select default子协程,在case都处于阻塞状态时,会直接执行default的内容。导致子协程提前退出,主协程中的写入操作会一直阻塞(等待接收者,接收者已经退出了) 触发死锁
倒数第二行加了sleep 1秒,是因为让select语句提前结束的问题暴露出来。
全部阻塞 fatal error: all goroutines are asleep - deadlock! goroutine 1 [chan send]: main.bar()
select 执行完了,退出了goroutine,而发送才刚刚执行到,没有与其匹配的接收,故死锁。
正确的做法是把接收套在循环里面。
func bar() { chanInt := make(chan int) defer close(chanInt) go func() { for { select { ... } } }() chanInt <- 1 }
- 不再死锁了
- 假如程序不停止,会出现一个泄露的
goroutine
,永远的在for
循环中无法跳出,此时引入下一节的内容
4.5.2 通知机制
Go 语言总是简单和灵活的,虽然没有针对提供专门的机制来处理退出,但我们可以自己组合
func main() { chanInt, done := make(chan int), make(chan struct{}) defer close(chanInt) defer close(done) go func() { for { select { case <-chanInt: case <-done: return } } }() done <- struct{}{} }
- 没有给
chanInt
发送任何东西,按理说会阻塞,导致goroutine
泄露 - 但可以使用额外的通道完成协程的退出控制
- 这种方式还可以做到周期性处理任务,下一节我们再详细讲解
4.5.3 case执行原理
假如case后左边和右边跟了函数,会执行函数,我们来探索一下。
定义A、B函数,作用相同
func A() int { fmt.Println("start A") time.Sleep(1 * time.Second) fmt.Println("end A") return 1 }
定义函数lee,请问该函数执行完成耗时多少呢?
func lee() { ch, done := make(chan int), make(chan struct{}) defer close(ch) go func() { select { case ch <- A(): case ch <- B(): case <-done: } }() done <- struct{}{} }
答案是2秒
start A end A start B end B main.leespend time: 2.003504395s
select扫描是从左到右从上到下的,按这个顺序先求值,如果是函数会先执行函数。
然后立马判断是否可以立即执行(这里是指case是否会因为执行而阻塞)。
所以两个函数都会进入,而且是先进入A再进入B,两个函数都会执行完,所以等待时间会累计。
所以不应该在case判断中放函数。
如果都不会阻塞,此时就会使用一个伪随机的算法,去选中一个case,只要选中了其他就被放弃了。
4.5.4 超时控制
我们来模拟一个更真实点的例子,让程序一段时间超时退出。
定义一个结构体
type Worker struct { stream <-chan int //处理 timeout time.Duration //超时 done chan struct{} //结束信号 }
定义初始化函数
func NewWorker(stream <-chan int, timeout int) *Worker { return &Worker{ stream: stream, timeout: time.Duration(timeout) * time.Second, done: make(chan struct{}), } }
定义超时处理函
func (w *Worker) afterTimeStop() { go func() { time.Sleep(w.timeout) w.done <- struct{}{} }() }
- 超过时间发送结束信号
接收数据并处理函数
func (w *Worker) Start() { w.afterTimeStop() for { select { case data, ok := <-w.stream: if !ok { return } fmt.Println(data) case <-w.done: close(w.done) return } } }
- 收到结束信号关闭函数
- 这样的方法就可以让程序在等待 1 秒后继续执行,而不会因为 ch 读取等待而导致程序停滞。
func main() { stream := make(chan int) defer close(stream) w := NewWorker(stream, 3) w.Start() }
实际3秒到程序运行结束。好在官方已经考虑到这一点,为我们提供了现成的方案。
4.5.5 官方超时方案
go func() { t := time.NewTicker(timeout) defer t.Stop() for { select { case data := <-chanInt: t.Reset(timeout) case <-t.C: case <-done: return } } }()
time.NewTicker创建了一个定时器,参数为时间间隔,并返回一个结构体t。
t.C 是一个仅可接收的channel,会根据时间间隔定时执行任务,也可以作为超时任务使用。
t.Reset(timeout) 重置时间,因为select进入一个case,后续的执行会有耗时,所以要重置时间保证时间的精准。
这种方式巧妙地实现了超时处理机制,这种方法不仅简单,在实际项目开发中也是非常实用的。
在生产中,常常把buf积累到一定数量然后flush出去,假如数据产生速度太慢,就要靠定时器定时消费,看下面完整的例子。
func main() { chanInt, done := make(chan int), make(chan struct{}) defer close(chanInt) defer close(done) go func() { ... }() for i := 0; i < 100; i++ { if i%10 == 0 { time.Sleep(time.Second) } chanInt <- 1 } done <- struct{}{} }
产生100个数,每10个数暂停1秒,用来模拟数据产生速度慢,go func() 内容如下:
go func() { timeout := time.Second t := time.NewTicker(timeout) defer t.Stop() buf := make([]int, 0, 5) for { select { case data := <-chanInt: t.Reset(timeout) if len(buf) < cap(buf) { buf = append(buf, data) } else { go send(buf) buf = make([]int, 0, cap(buf)) } case <-t.C: if len(buf) > 0 { go send(buf) buf = make([]int, 0, cap(buf)) } case <-done: return } } }()
- 接收到数据时,如果
buf
满了就进行上报,如果buf
没满就追加数据。 - 假如超时,就直接发送
buf
防止数据太少一直不发送的情况。 - 需要在其他case里,
Reset
超时时间,以校准定时器。
4.5.6 小结
本节介绍了select
的用法以及包含的陷阱,我们学会了:
case只针对通道传输阻塞做特殊处理,如果有计算将会先进行计算,所以不应该在case判断中放函数。
扫描是从左到右从上到下的,按这个顺序先求值,如果是函数会先执行函数。如果函数运行时间长,时间会累计。
在case全部阻塞时,会执行default中的内容。
可使用结束信号,让select退出。
延时发送结束信号可以实现超时自动退出的功能。
官方的time包,提供了定时器,可作定时任务,也可作超时控制。
我还写了可热更新的定时器,有兴趣了解的可以看看本节的源码哦。