Go select使用與底層原理講解

2022-07-31 18:01:27

1. select的使用

select 是 Go 提供的 IO 多路複用機制，可以用多個 case 同時監聽多個 channl 的讀寫狀態：

case: 可以監聽 channl 的讀寫訊號
default：宣告預設操作，有該欄位的 select 不會阻塞

select {
case chan <-:
    // TODO
case <- chan:
    // TODO
default:
    // TODO
}

2. 底層原理

每一個 case 對應的 channl 都會被封裝到一個結構體中；
當第一次執行到 select 時，會鎖住所有的 channl 並且，打亂 case 結構體的順序；
按照打亂的順序遍歷，如果有就緒的訊號，就直接走對應 case 的程式碼段，之後跳出 select；
如果沒有就緒的程式碼段，但是有 default 欄位，那就走 default 的程式碼段，之後跳出 select；
如果沒有 default，那就將當前 goroutine 加入所有 channl 的對應等待佇列；
當某一個等待佇列就緒時，再次鎖住所有的 channl，遍歷一遍，將所有等待佇列中的 goroutine 取出，之後執行就緒的程式碼段，跳出select。

3. 資料結構

每一個 case 對應的資料結構如下：

type scase struct {
    c           *hchan         // chan
    elem        unsafe.Pointer // 讀或者寫的緩衝區地址
    kind        uint16   //case語句的型別，是default、傳值寫資料(channel <-) 還是  取值讀資料(<- channel)
    pc          uintptr // race pc (for race detector / msan)
    releasetime int64
}

4. 幾種常見 case

學習了 select 的使用與原理，我們就能更輕鬆地分辨不同情況下的輸出情況了。

case 1

package main

import (
  "fmt"
  "time"
)

func main() {
  chan1 := make(chan int)
  chan2 := make(chan int)
  go func() {
    chan1 <- 1
    time.Sleep(5 * time.Second)
  }()
  go func() {
    chan2 <- 1
    time.Sleep(5 * time.Second)
  }()
  select {
    case <- chan1:
      fmt.Println("chan1")
    case <- chan2:
      fmt.Println("chan2")
    default:
      fmt.Println("default")
  }
}

三種輸出都有可能。

case2

package main

import (
  "fmt"
  "time"
)
func main() {
  chan1 := make(chan int)
  chan2 := make(chan int)
  
  select {
    case <- chan1:
      fmt.Println("chan1")
    case <- chan2:
      fmt.Println("chan2")
  }
  fmt.Println("main exit.")
}

上述程式會一直阻塞。

case3

package main

import (
  "fmt"
)

func main() {
  chan1 := make(chan int)
  chan2 := make(chan int)
  
  go func() {
    close(chan1)
  }()
  go func() {
    close(chan2)
  }()
  select {
    case <- chan1:
      fmt.Println("chan1")
    case <- chan2:
      fmt.Println("chan2")
  }
  fmt.Println("main exit.")
}

隨機執行1或者2.

case4

package main

func main() {
  select {
  }
}

對於空的 select 語句，程式會被阻塞，確切的說是當前協程被阻塞，同時 Go 自帶死鎖檢測機制，當發現當前協程再也沒有機會被喚醒時，則會發生 panic。所以上述程式會 panic。

到此這篇關於Go select使用與底層原理講解的文章就介紹到這了,更多相關Go select使用內容請搜尋it145.com以前的文章或繼續瀏覽下面的相關文章希望大家以後多多支援it145.com！