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讲透Go中的并发接收控制结构Select

时间:2010-12-5 17:23:32  作者:人工智能   来源:应用开发  查看:  评论:0
内容摘要: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

select 与 switch

让我们来复习一下switch语句,讲透接收结构在switch语句中,控制会逐个匹配case语句(可以是讲透接收结构值也可以是表达式),一个一个的控制判断过去,直到有符合的讲透接收结构语句存在,执行匹配的控制语句内容后跳出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,讲透接收结构它的控制语法与 switch 非常类似。每个 case 语句里必须是讲透接收结构一个 channel 操作。它既可以用于 channel 的控制数据接收,也可以用于 channel 的讲透接收结构数据发送。

func foo() {   chanInt := make(chan int)  defer close(chanInt)  go func() {    select {    case data,控制 ok := <-chanInt:    if ok {      fmt.Println(data)    }   default:    fmt.Println("全部阻塞")   }  }()  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,则会随机的讲透接收结构选取其中一个满足条件的分支。 第 6 行加上 ok 是控制因为上一节讲过,如果不加会导致通道关闭时收到零值 回忆之前的讲透接收结构知识,让接收和发送在不同的goroutine里,否则会死锁

这个程序存在什么问题?

假如发送太慢,网站模板所有case都处于阻塞状态,会直接执行default的内容。这里加一行sleep试试。

func bar() {   chanInt := make(chan int)  defer close(chanInt)  go func() {    ....  }()  time.Sleep(time.Second)  chanInt <- 1 }  倒数第二行加了sleep 1 秒,导致select语句提前结束 猜测一下会输出全部阻塞吗? 全部阻塞 fatal error: all goroutines are asleep - deadlock! goroutine 1 [chan send]: main.bar() 

是会输出全部阻塞的。

因为接收执行完了,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 baz() {   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

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:     break    }   }  }()  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,香港云服务器下一节我们再详细讲解

case 的并发性

case是有并发属性的,比如两次输入,分别等待 1、2 秒,再进行两次读取,会花 3 秒时间吗?

func main() {   c1,c2 := make(chan string), make(chan string)     close(c1)     close(c2)  go func() {    time.Sleep(time.Second * 1)   c1 <- "one"  }()  go func() {    time.Sleep(time.Second * 2)   c2 <- "two"  }()  start := time.Now() // 获取当前时间  for i := 0; i < 2; i++ {    select {    case <-c1:   case <-c2:   }  }  elapsed := time.Since(start)  // 这里没有用到3秒,为什么?  fmt.Println("该函数执行完成耗时:", elapsed) } 

以上代码先初始化两个 channel c1 和 c2,然后开启两个 goroutine 分别往 c1 和 c2 写入数据,再通过 select 监听两个 channel,从中读取数据并输出。

运行结果如下:

$ go run channel.go received one received two 该函数执行完成耗时:2.004695535s 

这充分说明case是并发的,但要注意此处的并发是 case 对channel阻塞做出的特殊处理。

case并发的原理

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,如果是云服务器提供商函数会先执行函数。 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。

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。

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{ }),  } } 

定义超时处理函数

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。

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。

小结

本节介绍了select的用法以及包含的陷阱,我们学会了

case是并发的 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 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

问题:为什么w.stream没有程序向他发送数据,却没有死锁呢?

本节源码位置 https://github.com/golang-minibear2333/golang/blob/master/4.concurrent/4.5-select”

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