1.13 流程控制:理解 select 用法

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前面写过两节关于 switch-case 的文章,分别是:

流程控制:switch-case

Go 语言中的类型断言

今天要学习一个跟 switch-case 很像,但还有点个人特色select-case,这一节本应该放在 学习 Go 协程:详解信道/通道 里一起讲的,但是当时漏了,直到有读者给我提出,才注意到,今天就用这篇文章补充一下。

跟 switch-case 相比,select-case 用法比较单一,它仅能用于 信道/通道 的相关操作。

select {
    case 表达式1:
        <code>
    case 表达式2:
        <code>
  default:
    <code>
}

接下来,我们来看几个例子帮助理解这个 select 的模型。

1. 最简单的例子

先创建两个信道,并在 select 前往 c2 发送数据

package main

import (
    "fmt"
)

func main() {
    c1 := make(chan string, 1)
    c2 := make(chan string, 1)

    c2 <- "hello"

    select {
    case msg1 := <-c1:
      fmt.Println("c1 received: ", msg1)
    case msg2 := <-c2:
      fmt.Println("c2 received: ", msg2)
    default:
      fmt.Println("No data received.")
    }
}

在运行 select 时,会遍历所有(如果有机会的话)的 case 表达式,只要有一个信道有接收到数据,那么 select 就结束,所以输出如下

c2 received:  hello

2. 避免造成死锁

select 在执行过程中,必须命中其中的某一分支。

如果在遍历完所有的 case 后,若没有命中(命中:也许这样描述不太准确,我本意是想说可以执行信道的操作语句)任何一个 case 表达式,就会进入 default 里的代码分支。

但如果你没有写 default 分支,select 就会阻塞,直到有某个 case 可以命中,而如果一直没有命中,select 就会抛出 deadlock 的错误,就像下面这样子。

package main

import (
    "fmt"
)

func main() {
    c1 := make(chan string, 1)
    c2 := make(chan string, 1)

    // c2 <- "hello"

    select {
    case msg1 := <-c1:
        fmt.Println("c1 received: ", msg1)
    case msg2 := <-c2:
        fmt.Println("c2 received: ", msg2)
        // default:
        //  fmt.Println("No data received.")
    }
}

运行后输出如下

fatal error: all goroutines are asleep - deadlock!

goroutine 1 [select]:
main.main()
        /Users/MING/GolandProjects/golang-test/main.go:13 +0x10f
exit status 2

解决这个问题的方法有两种

一个是,养成好习惯,在 select 的时候,也写好 default 分支代码,尽管你 default 下没有写任何代码。

package main

import (
    "fmt"
)

func main() {
    c1 := make(chan string, 1)
    c2 := make(chan string, 1)

  // c2 <- "hello"

    select {
    case msg1 := <-c1:
        fmt.Println("c1 received: ", msg1)
    case msg2 := <-c2:
        fmt.Println("c2 received: ", msg2)
    default:

    }
}

另一个是,让其中某一个信道可以接收到数据

package main

import (
    "fmt"
    "time"
)

func main() {
    c1 := make(chan string, 1)
    c2 := make(chan string, 1)

  // 开启一个协程,可以发送数据到信道
    go func() {
        time.Sleep(time.Second * 1)
        c2 <- "hello"
    }()

    select {
    case msg1 := <-c1:
        fmt.Println("c1 received: ", msg1)
    case msg2 := <-c2:
        fmt.Println("c2 received: ", msg2)
    }
}

3. select 随机性

之前学过 switch 的时候,知道了 switch 里的 case 是顺序执行的,但在 select 里却不是。

通过下面这个例子的执行结果就可以看出

image1

4. select 的超时

当 case 里的信道始终没有接收到数据时,而且也没有 default 语句时,select 整体就会阻塞,但是有时我们并不希望 select 一直阻塞下去,这时候就可以手动设置一个超时时间。

package main

import (
    "fmt"
    "time"
)

func makeTimeout(ch chan bool, t int) {
    time.Sleep(time.Second * time.Duration(t))
    ch <- true
}

func main() {
    c1 := make(chan string, 1)
    c2 := make(chan string, 1)
    timeout := make(chan bool, 1)

    go makeTimeout(timeout, 2)

    select {
    case msg1 := <-c1:
        fmt.Println("c1 received: ", msg1)
    case msg2 := <-c2:
        fmt.Println("c2 received: ", msg2)
    case <-timeout:
        fmt.Println("Timeout, exit.")
    }
}

输出如下

Timeout, exit.

5. 读取/写入都可以

上面例子里的 case,好像都只从信道中读取数据,但实际上,select 里的 case 表达式只要求你是对信道的操作即可,不管你是往信道写入数据,还是从信道读出数据。

package main

import (
    "fmt"
)

func main() {
    c1 := make(chan int, 2)

    c1 <- 2
    select {
    case c1 <- 4:
        fmt.Println("c1 received: ", <-c1)
        fmt.Println("c1 received: ", <-c1)
    default:
        fmt.Println("channel blocking")
    }
}

输出如下

c1 received:  2
c1 received:  4

6. 总结一下

select 与 switch 原理很相似,但它的使用场景更特殊,学习了本篇文章,你需要知道如下几点区别:

  1. select 只能用于 channel 的操作(写入/读出),而 switch 则更通用一些;

  2. select 的 case 是随机的,而 switch 里的 case 是顺序执行;

  3. select 要注意避免出现死锁,同时也可以自行实现超时机制;

  4. select 里没有类似 switch 里的 fallthrough 的用法;

  5. select 不能像 switch 一样接函数或其他表达式。

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