Go select 切换协程

前言

在 Go 中，可以通过关键字 select 来完成从不同的并发执行的协程中获取值，它和 switch 控制语句非常相似，也被称作通信开关；它的行为像是“你准备好了吗”的轮询机制；

select 监听进入通道的数据，也可以是用通道发送值的时候。

select 是 Go 在语言层面提供的多路 I/O 复用机制，用于检测多个管道是否就绪（即可读或可写），其特性与管道息息相关。

语法格式：

select {
case u:= <- ch1:
        ...
case v:= <- ch2:
        ...
        ...
default: // no value ready to be received
        ...
}

default 语句是可选的；fallthrough 行为，和普通的 switch 相似，是不允许的。在任何一个 case 中执行 break 或者 return，select 就结束了。

select 做的就是：选择处理列出的多个通信情况中的一个。

• 如果都阻塞了，会等待直到其中一个可以处理
• 如果多个可以处理，随机选择一个
• 如果没有通道操作可以处理并且写了default 语句，它就会执行：default 永远是可运行的（这就是准备好了，可以执行）。

在 select 中使用发送操作并且有 default 可以确保发送不被阻塞！如果没有 default，select 就会一直阻塞。default 不能处理管道读写操作，

select 语句实现了一种监听模式，通常用在（无限）循环中；在某种情况下，通过 break 语句使循环退出。

程序示例

package main
import (
    "fmt"
    "time"
)
func main() {
    ch1 := make(chan int)
    ch2 := make(chan int)
    go pump1(ch1)
    go pump2(ch2)
    go suck(ch1, ch2)
    time.Sleep(1e9)
}
func pump1(ch chan int) {
    for i := 0; ; i++ {
        ch <- i * 2
    }
}
func pump2(ch chan int) {
    for i := 0; ; i++ {
        ch <- i + 5
    }
}
func suck(ch1, ch2 chan int) {
    for {
        select {
        case v := <-ch1:
            fmt.Printf("Received on channel 1: %d\n", v)
        case v := <-ch2:
            fmt.Printf("Received on channel 2: %d\n", v)
        }
    }
}

在程序 goroutine_select.go 中有 2 个通道 ch1 和 ch2，

三个协程 pump1()、pump2() 和 suck()。

这是一个典型的生产者消费者模式。在无限循环中，ch1 和 ch2 通过 pump1() 和 pump2() 填充整数；suck() 也是在无限循环中轮询输入的，通过 select 语句获取 ch1 和 ch2 的整数并输出。选择哪一个 case 取决于哪一个通道收到了信息。程序在 main 执行 1 秒后结束。

运行结果：

Received on channel 2: 148120
Received on channel 2: 148121
Received on channel 2: 148122
Received on channel 2: 148123
Received on channel 2: 148124
Received on channel 2: 148125
Received on channel 2: 148126
Received on channel 1: 296784
Received on channel 2: 148127
Received on channel 2: 148128
Received on channel 2: 148129
Received on channel 1: 296786
Received on channel 1: 296788

一秒内的输出非常惊人，如果我们给它计数（goroutine_select2.go），得到了 296788 个左右的数字。

select 特性预览

管道读写

select 只能作用于管道，包括数据的读取和写入。例如：

package main
import "fmt"
func selectDemo(c chan string) {
	recv := ""
	send := "Hello"
	select {
	case recv = <-c:
		fmt.Printf("Received %s\n", recv)
	case c <- send:
		fmt.Printf("Sent %s\n", send)
	}
}

• 如果管道中没有缓存，如下：

func main() {
	c := make(chan string)
	selectDemo(c)
}

此时管道既不能读也不能写，两个 case 语句都不执行，select 陷入阻塞

• 如果管道中有缓冲区且还可以存放至少一个数据，如下：

func main() {
	c := make(chan string, 1)
	selectDemo(c)
}

此时，管道可以写入，写操作对应的 case 语句得到执行，且执行结束后函数退出。

• 如果管道有缓冲区且缓冲区中已放满数据，如下：

func main() {
	c := make(chan string, 1)
	c <- "你好，向你说再见！"
	selectDemo(c)
}

此时，管道可以读取，读操作对应的 case 语句得到执行，且执行结束后函数退出。

• 管道有缓冲区，缓冲区中已有部分数据还可以存入数据，如下：

func main() {
	c := make(chan string, 2)
	c <- "你好，向你说再见！"
	selectDemo(c)
}

管道的缓冲区有部分且还可以存入数据，此时管道既可以读取也可以写入，select 将选取一个 case 语句执行，任意一个 case 语句执行结束后函数就退出。

总结

select 的每个 case 语句只能操作一个管道，要么写入数据，要么读取数据；

如果管道中没有数据读取操作则会阻塞，如果管道中没有空余的缓冲区则写入操作会阻塞；

当 select 的多个 case 语句中的管道均阻塞时，整个 select 语句也会陷入阻塞，直到任意一个管道解除阻塞；

如果多个 case 语句均没有阻塞，那么 select 将随机挑选一个 case 执行。