go的select用法总结

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前言

沿着上一篇留下来的问题继续说，来总结下golang中的select的一些用法，避免后续踩坑。

首先golang中的select语句格式如下

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select {
    case <-ch1:
        // 如果从 ch1 信道成功接收数据，则执行该分支代码
    case ch2 <- 1:
        // 如果成功向 ch2 信道成功发送数据，则执行该分支代码
    default:
        // 如果上面都没有成功，则进入 default 分支处理流程
}

　　

直观上跟switch确实是有点相似的，但实际上两者有着本质上的区别。

select里的case后面并不带判断条件，而是一个信道的操作，不同于switch里的case，对于从其它语言转过来的开发者来说有些需要特别注意的地方。

golang 的 select 就是监听 IO 操作，当 IO 操作发生时，触发相应的动作每个case语句里必须是一个IO操作，确切的说，应该是一个面向channel的IO操作。

注：Go 语言的 select 语句借鉴自 Unix 的 select() 函数，在 Unix 中，可以通过调用 select() 函数来监控一系列的文件句柄，一旦其中一个文件句柄发生了 IO 动作，该 select() 调用就会被返回（C 语言中就是这么做的），后来该机制也被用于实现高并发的 Socket 服务器程序。Go 语言直接在语言级别支持 select关键字，用于处理并发编程中通道之间异步 IO 通信问题。

注意：如果 ch1 或者 ch2 信道都阻塞的话，就会立即进入 default 分支，并不会阻塞。但是如果没有 default 语句，则会阻塞直到某个信道操作成功为止。

重要知识点

  1. select语句只能用于信道的读写操作
  2. select中的case条件(非阻塞)是并发执行的，select会选择先操作成功的那个case条件去执行，如果多个同时返回，则随机选择一个执行，此时将无法保证执行顺序。对于阻塞的case语句会直到其中有信道可以操作，如果有多个信道可操作，会随机选择其中一个 case 执行
  3. 对于case条件语句中，如果存在信道值为nil的读写操作，则该分支将被忽略，可以理解为从select语句中删除了这个case语句
  4. 如果有超时条件语句，判断逻辑为如果在这个时间段内一直没有满足条件的case,则执行这个超时case。如果此段时间内出现了可操作的case,则直接执行这个case。一般用超时语句代替了default语句
  5. 对于空的select{}，会引起死锁
  6. 对于for中的select{}, 也有可能会引起cpu占用过高的问题

下面列出每种情况的示例代码

1. select语句只能用于信道的读写操作

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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")
    }
}
语句会报错
 
prog.go:20:9: 3 == 3 evaluated but not used
prog.go:20:9: select case must be receive, send or assign recv<br>从错误信息里我们证实了第一点。

　　

2. select中的case语句是随机执行的

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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")
    }
}

　　多次执行的话，会随机输出不同的值，分别为1,2,write。这是因为ch和ch2是并发执行会同时返回数据，所以会随机选择一个case执行，。但永远不会执行default语句，因为上面的三个case都是可以操作的信道。

3. 对于case条件语句中，如果存在通道值为nil的读写操作，则该分支将被忽略

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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")
 
    }
}
报错
 
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)]” ，虽然写了case条件，但操作的是nil通道，被优化掉了。
要解决这个问题，只能使用make()进行初始化才可以。

　　

4. 超时用法

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package main
 
import (
    "fmt"
    "time"
)
 
func main() {
    ch := make(chan int)
    go func(c chan int) {
        // 修改时间后,再查看执行结果
        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)
}
 
我们通过修改上面的时等待时间可以看到，如果等待时间超出<2秒，则输出1，否则打印“no case ok”

　　

5. 空select{}

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

　　

6. for中的select 引起的CPU过高的问题（上一篇踩坑记录中就是这个问题）

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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
    }
}

　　

上面这段代码会把所有CPU都跑满，原因就就在select的用法上。

一般来说，我们用select监听各个case的IO事件，每个case都是阻塞的。上面的例子中，我们希望select在获取到quit通道里面的数据时立即退出循环，但由于他在for{}里面，在第一次读取quit后，仅仅退出了select{}，并未退出for，所以下次还会继续执行select{}逻辑，此时永远是执行default，直到quit通道里读到数据，否则会一直在一个死循环中运行，即使放到一个goroutine里运行，也是会占满所有的CPU。

解决方法我这里总结了有三种方案：

1.使用break + 标示位置 相当于 使用goto 跳出for循环 。

2.使用return代替break 直接结束子goroutine 。

3.使用flag，二次break跳出for循环。

总结

我们在使用每一句代码时都需要时刻保持敬畏之心，先将其原理用法都弄清楚然后再投入使用是我们开发工程师应该时刻保持的原则。谨记～