golang select 机制和超时

简介: golang select 机制和超时

golang 中的协程使用非常方便,但是协程什么时候结束是一个控制问题,可以用 select 配合使用。

子协程和父协程的通信通常用 context 或者 chan。我遇到一个通常的使用场景,在子协程中尝试多次处理,父协程等待一段时间超时,我选择用 chan 实现。我以为 select 和 C++ 中 switch 类似,所以最开始代码类似如下:


for {
    select {
        case <-ctx.Done():
            // process ctx done
        case <-time.After(time.Second * 3):
            // process after
        default:
            // process code
    }
}


测试发现无法实现 timeout,又仔细查看文档,才发现 golang 中 select 另有玄机。废话少说,直接总结要点:

  • select 中的 case 必须是进行 chan 的手法操作,也就是只能在 case 中操作 chan,并且是非阻塞接收
  • select 中的 case 是同时监听的,多个 case 同时操作,并未 switch 中一个个顺序判断。如果多个 case 满足要求,随机执行一个,如果一个没有则阻塞当前的协程(没有 default 情况下)。很类似 Linux 文件符操作的 select 语义
  • 上面说的阻塞是没有 default 的情况下,如果有 default,则执行 default,然后退出 select,也就是不会阻塞当前协程。

回到上述代码,我这个 select 会一直不断的执行 default,time.After 生成的 chan 并不会被阻塞判断,所以根本无法完成我想要的效果。理解了之后重新修改代码:


done := make(char int)
go func(c chan int) {
    for {
        // process code
        if {
            c <- 1
            return
        }
    }
    c <- 0
}(done)
select {
    case <-ctx.Done():
        // process ctx done
    case <-time.After(time.Second * 3):
        // process after
    case <-done:
        // process code
}


开一个新的协程去不断尝试,在外的三个 case 有一个满足,则会执行。但是这里有一个问题非常需要注意:子协程什么时候退出?

因为 gorountine 不能被强制 kill,所以在上述超时的情况下,select 语句执行 case time.After 之后退出,done 这个 chan 已经没有接受方了,因此既没有接受者,又没有缓冲区,结合 chan 的特性,则子协程会一直阻塞无法退出,所以本质上这个实现会导致子协程累积下去,也就是协程泄露,可能会使资源耗尽。

如何避免上述问题呢?一个很简单的想法就是提供缓冲区,done := make(char int, 1),这样即使没有接收方,子协程也能完成发送,不会被阻塞。

还要一种办法,上面说了,select 操作 chan,并且可以指定 default,那是不是有思路了呢?


if {
    select {
        case done <- 1:
        default:
            return
    }
}


我们尝试往 chan 中发送,如果发不出去,则就退出,也实现了目的。

最后总结一下,goroutine 泄露的防范条例:

  • 创建 goroutine 时就要想好该 goroutine 该如何结束。
  • 使用 chan 时,要考虑到 chan 阻塞时协程可能的行为。
  • 实现循环语句时注意循环的退出条件,避免死循环。
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