【go语言】select多路选择

select基础知识

select 是 Go 语言中用于处理通道操作的控制结构，它类似于 switch 语句，但专门用于通道的选择。select 语句使得一个 goroutine 可以等待多个通道操作，当其中任意一个通道操作可以进行时，就会执行相应的 case 分支。

select语句语法如下：

select {
case channel1 <- value1:
    // 如果 channel1 可以写入，执行这里
case value2 := <-channel2:
    // 如果 channel2 可以读取，执行这里
case value3, ok := <-channel3:
    // 如果 channel3 被关闭，并且有数据可读，执行这里
case <-time.After(time.Second):
    // 在超时时间内没有任何 case 可执行，执行这里
default:
    // 如果没有任何 case 可执行，执行这里
}

特性： 

1. 如果多个 case 同时满足条件，Go 会随机选择一个执行。
2. 如果没有 case 可以执行，且存在 default 分支，则执行 default。
3. 如果没有 default 分支，select 会阻塞，直到至少有一个 case 可执行。
4. select 可以和 for 循环一起使用，用于不断地处理通道操作。

select 的主要用途是处理并发编程中的多个通道操作，例如处理超时、非阻塞通信等场景。

1. 超时控制

超时会比程序请求失败还可怕，为了避免主线程阻塞可以在select中设置超时中断。

示例代码如下：通过多路选择等待任务完成，如果超时就直接执行其他的处理程序

package main

import (
	"fmt"
	"time"
)

// 超时控制
func main() {
	select {
	case re := <-AsynService():
		fmt.Print("任务完成", re)
	case <-time.After(time.Millisecond * 3000):
		fmt.Print("超时啦")
		//default:
		//	fmt.Print("不能阻塞")
	}

}

// 服务
func service() string {
	time.Sleep(time.Millisecond * 3000)
	return "finish"
}

// 异步启动服务
func AsynService() chan string {
	rechan := make(chan string, 1)
	go func() {
		res := service()
		time.Sleep(time.Millisecond * 1000)
		rechan <- res
	}()
	return rechan
}

2. 任务取消

(1)获取取消通知

// 3.select判断任务是否取消
func isCanceled(cn chan struct{}) bool {
	select {
	case <-cn:
		fmt.Println("任务取消")
		return true
	default:
		fmt.Println("任务不取消，继续执行")
		return false
	}
}

（2）发送取消消息

// 1.普通向cancel通道发送取消通知，这种做法需要事先知道有多少个正在执行的任务
func cancel1(cn chan struct{}) {
	cn <- struct{}{}
}

// 2.向采取close方法关闭所有任务
func cancel2(cn chan struct{}) {
	close(cn)
}

（3）测试

// 测试任务取消
func TestCancel(t *testing.T) {
	cn := make(chan struct{})
	for i := 1; i < 6; i++ {
		go func(cn chan struct{}) {
			for {
				if isCanceled(cn) {
					break
				} else {
					time.Sleep(time.Millisecond * 1000)
				}
			}
			fmt.Println("任务取消")
		}(cn)
	}
	cancel2(cn)

}

六个go程进行监听任务是否取消，普通发送取消通知只会取消一个go程，关闭通道可以取消所有在监听的go程。

3. Context任务取消

（1）Context介绍

在 Go 语言中，context.Context 是一个标准库中非常常用的接口，它提供了在多个 goroutine 之间传递请求范围的截止日期、取消信号、存储值等信息的途径。context.Context 主要用于在函数之间传递请求的截止日期、取消信号、跟踪信息以及其他请求范围的值。

type Context interface {
    Deadline() (deadline time.Time, ok bool)
    Done() <-chan struct{}
    Err() error
    Value(key interface{}) interface{}
}

• Deadline()：返回 Context 的截止日期（即取消的时间点）和一个布尔值，表示是否设置了截止日期。
• Done()：返回一个 <-chan struct{} 类型的通道，该通道关闭时表示 Context 被取消或者达到了截止日期。
• Err()：返回一个错误，表示 Context 被取消的原因。
• Value(key interface{})：根据给定的键返回相关联的值，通常用于传递请求范围的值。

context 包还提供了一些函数用于创建和操作 Context：

• context.Background()：返回一个空的 Context，常用于表示整个请求生命周期。
• context.TODO()：TODO 表示 "to do"，返回一个空的、不可取消的 Context。
• context.WithCancel(parent Context) (ctx Context, cancel CancelFunc)：返回一个可取消的 Context 和一个对应的 CancelFunc，可以用来取消该 Context。
• context.WithDeadline(parent Context, d time.Time) (Context, CancelFunc)：返回一个带有截止日期的 Context。
• context.WithTimeout(parent Context, timeout time.Duration) (Context, CancelFunc)：返回一个带有超时时间的 Context。
• context.WithValue(parent Context, key, val interface{}) Context：返回一个包含指定键值对的 Context。

（2）任务取消

发送取消消息：

func isCanceled2(ctx context.Context) bool {
	select {
	case <-ctx.Done():
		return true
	default:
		return false
	}
}

我们可以看一下ctx.Done()的源码：

Done（）方法返回一个channel，直接读取这个channel将会被阻塞，让我们看一下cancelCtx源码：

由上面的结构体可以知道这里c.done是一个原子操作的值，采用懒加载方法，被第一次调用的cancel方法关闭。
调用Done函数时已经存在一个取消通道时就直接返回，当是第一个调用的就创建channel并返回，都是并发安全的。

测试：

func TestContextCancel(t *testing.T) {
	ctx, cancel := context.WithCancel(context.Background())
	for i := 1; i < 6; i++ {
		go func(i int, ctx context.Context) {
			for {
				if isCanceled2(ctx) {
					break
				} else {
					time.Sleep(time.Millisecond * 100)
				}
			}
			fmt.Println(i, "Cancelled")
		}(i, ctx)
	}
	cancel()
	time.Sleep(time.Second * 1)
}

这里通过context.Background()函数获得顶级context，通过WithCancel函数获取一个子上下文和一个取消函数，通过取消顶级context可以取消所有子上下文达到任务取消目的，或者是子上下文其自身取消。

 让我们看一下cancel方法：cancel方法关闭c.done也就是关闭了这个chan通道通知任务取消，同时也递归取消所有的子上下文，如果removeFromParent参数为true将会从父context移除掉当前子context。

// cancel closes c.done, cancels each of c's children, and, if
// removeFromParent is true, removes c from its parent's children.
// cancel sets c.cause to cause if this is the first time c is canceled.
func (c *cancelCtx) cancel(removeFromParent bool, err, cause error) {
	if err == nil {
		panic("context: internal error: missing cancel error")
	}
	if cause == nil {
		cause = err
	}
	c.mu.Lock()
	if c.err != nil {
		c.mu.Unlock()
		return // already canceled
	}
	c.err = err
	c.cause = cause
	d, _ := c.done.Load().(chan struct{})
	if d == nil {
		c.done.Store(closedchan)
	} else {
		close(d)
	}
	for child := range c.children {
		// NOTE: acquiring the child's lock while holding parent's lock.
		child.cancel(false, err, cause)
	}
	c.children = nil
	c.mu.Unlock()

	if removeFromParent {
		removeChild(c.Context, c)
	}
}