golang学习笔记——select 判断语句

判断语句

Go 语言提供了以下几种条件判断语句：

语句	描述
if 语句	if 语句 由一个布尔表达式后紧跟一个或多个语句组成。
if…else 语句	if 语句 后可以使用可选的 else 语句, else 语句中的表达式在布尔表达式为 false 时执行。
if 嵌套语句	你可以在 if 或 else if 语句中嵌入一个或多个 if 或 else if 语句。
switch 语句	switch 语句用于基于不同条件执行不同动作。
select 语句	select 语句类似于 switch 语句，但是select会随机执行一个可运行的case。如果没有case可运行，它将阻塞，直到有case可运行。

注意：Go 没有三目运算符，所以不支持 ?: 形式的条件判断。

本文只介绍select 语句

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基本 select 语法

select 是 Go 中的一个控制结构，类似于 switch 语句。

select 语句只能用于通道操作，每个 case 必须是一个通道操作，要么是发送要么是接收。

select 语句会监听所有指定的通道上的操作，一旦其中一个通道准备好就会执行相应的代码块。

如果多个通道都准备好，那么 select 语句会随机选择一个通道执行。如果所有通道都没有准备好，那么执行 default 块中的代码。

Go 编程语言中 select 语句的语法如下：

select {

  case <- channel1:
    // 执行的代码
    
  case value := <- channel2:
    // 执行的代码
    
  case channel3 <- value:
    // 执行的代码

    // 你可以定义任意数量的 case

  default:
    // 所有通道都没有准备好，执行的代码
}

以下描述了 select 语句的语法：

• 每个 case 都必须是一个通道

• 所有 channel 表达式都会被求值

• 所有被发送的表达式都会被求值

• 如果任意某个通道可以进行，它就执行，其他被忽略。

• 如果有多个 case 都可以运行，select 会随机公平地选出一个执行，其他不会执行。

  否则：

  1. 如果有 default 子句，则执行该语句。
  2. 如果没有 default 子句，select 将阻塞，直到某个通道可以运行；Go 不会重新对 channel 或值进行求值。

select 语句应用演示1

package main

import (
    "fmt"
    "time"
)

func main() {

    c1 := make(chan string)
    c2 := make(chan string)

    go func() {
        time.Sleep(1 * time.Second)
        c1 <- "one"
    }()
    go func() {
        time.Sleep(2 * time.Second)
        c2 <- "two"
    }()

    for i := 0; i < 2; i++ {
        select {
        case msg1 := <-c1:
            fmt.Println("received", msg1)
        case msg2 := <-c2:
            fmt.Println("received", msg2)
        }
    }
}

以上代码执行结果为：

received one
received two

以上实例中，我们创建了两个通道 c1 和 c2。

select 语句等待两个通道的数据。如果接收到 c1 的数据，就会打印 “received one”；如果接收到 c2 的数据，就会打印 “received two”。

select 语句应用演示2

以下实例中，我们定义了两个通道，并启动了两个协程（Goroutine）从这两个通道中获取数据。在 main 函数中，我们使用 select 语句在这两个通道中进行非阻塞的选择，如果两个通道都没有可用的数据，就执行 default 子句中的语句。

以下实例执行后会不断地从两个通道中获取到的数据，当两个通道都没有可用的数据时，会输出 “no message received”。

package main

import "fmt"

func main() {
  // 定义两个通道
  ch1 := make(chan string)
  ch2 := make(chan string)

  // 启动两个 goroutine，分别从两个通道中获取数据
  go func() {
    for {
      ch1 <- "from 1"
    }
  }()
  go func() {
    for {
      ch2 <- "from 2"
    }
  }()

  // 使用 select 语句非阻塞地从两个通道中获取数据
  for {
    select {
    case msg1 := <-ch1:
      fmt.Println(msg1)
    case msg2 := <-ch2:
      fmt.Println(msg2)
    default:
      // 如果两个通道都没有可用的数据，则执行这里的语句
      fmt.Println("no message received")
    }
  }
}

select 语句的使用场景

以下是一些 select 语句的使用场景：

• 等待多个通道的消息（多路复用）

  当我们需要等待多个通道的消息时，使用 select 语句可以非常方便地等待这些通道中的任意一个通道有消息到达，从而避免了使用多个goroutine进行同步和等待。

• 超时等待通道消息

  当我们需要在一段时间内等待某个通道有消息到达时，使用 select 语句可以与 time 包结合使用实现定时等待。

• 在通道上进行非阻塞读写

  在使用通道进行读写时，如果通道没有数据，读操作或写操作将会阻塞。但是使用 select 语句结合 default 分支可以实现非阻塞读写，从而避免了死锁或死循环等问题。

因此，select 的主要作用是在处理多个通道时提供了一种高效且易于使用的机制，简化了多个 goroutine 的同步和等待，使程序更加可读、高效和可靠。

channel 与 select 结合的常见用途

利用 default 分支避免阻塞

select 的 default 分支语义：当所有 case 语句里读/写 channel 阻塞时，会执行 default!

无论 channel 是否有 buffer。

有些时候，我们可能不希望阻塞在写入 channel 上，那可以利用 select default 的特性，这样封装一个函数，当写入阻塞时，返回一个 false，让外界可以处理阻塞的情况：

func tryWriteChannel(c chan<- int, value int) bool {
	select {
	case c <- value
		return true
	default:	//其他没就绪时，会执行
		return false
	}
}

这样使用：

//active <- 1		//之前直接写 channel，如果满了，就会阻塞
writed := tryWriteChannel(active, 1)	//改成这样，可以在阻塞时，处理相关逻辑
if !writed {
	log.Println("failed to write channel")
	return
}

实现超时

假如我们想在一个 channel 的读/写操作上加一个超时逻辑，可以通过这样实现： 在 select 代码块中，加一个 case，这个 case 会在超时后执行，这样会结束其他 case。

比如这样：

func tryGetSemaphore(c chan<- struct{}) bool {
	select {
	
	case c <- struct {}{}:
		return true
		
	case <- time.After(1 * time.Second):	
	//在写 channel 的基础上，额外加一个情况，超时情况
		
		log.Println("timeout!!!")
		//1s 后返回，可以在这里做超时处理
		return true
	}
}

及时调用 timer 的 Stop 方法回收 Timer 资源。

心跳机制

循环执行一个额外的 case，这个 case 会定时返回。

func worker() {
  heartbeat := time.NewTicker(30 * time.Second)
  defer heartbeat.Stop()
  for {
    select {
    case <-c:
      // ... do some stuff
    case <- heartbeat.C:
      //... do heartbeat stuff
    }
  }
}

time.NewTicker 会创建一个定时执行的心跳，可以把这个 ticker channel 读取的操作放到一个 case 里，这样 select 代码块就会定时执行一次。